用放射性核素碳14(14C)取代化合物中它的稳定同位素碳12(12C)，并以碳14作为标记的放射性标记化合物。

从 1945年反应堆首次提供高丰度碳14（加工成Ba14CO3形式）开始，碳14标记的各种化合物的制备和应用日益发展，1949年E.卡尔文著《碳同位素》一书的出版和1961年J.R.卡奇著《碳14化合物》一书的出版都是最好的说明。从那时起，其制备技术日趋完善，应用范围不断扩大，近年来发展更快。80年代初，国际市场上提供的碳14标记化合物，如碳14标记的氨基酸类、肽类、蛋白质类、糖类、类脂类、神经药物、核酸类、类固醇类，以及生物学研究中感兴趣的各种化合物近千种。80年代中期，碳14标记化合物已成为探索化学和生命科学微观运动的不可缺少的工具。

尽管碳14标记化合物种类繁多，但都是采用高丰度碳14的Ba14CO3或14CO2为原料，通过常规有机化学合成路线或生物化学方法将碳14标记到化合物分子中的特定位置或所有位置上而得到的。近来也有人探索使用像制备短寿命碳11标记药物那样的快速合成法或利用辐射来实现14CO2与羧基碳12的同位素交换而获得碳14标记化合物。(见放射性标记方法)

对于碳14标记化合物的命名，英、美的化学会和许多生化杂志所采用的是“方括号在前面”的命名体系，其方法是将同位素符号放在方括号内，再将它放在所要表示的含有同位素基团之前，如[14C]甲酸钠、盐酸[14C]甲胺、[1-14C]乙酸、[2-14C]乙酸、[u-14C]乙酸等。

碳14标记的化合物在某些探测仪器（如液体闪烁计数器、正比计数器和乳胶板等）的监测下，可以作为示踪剂来追踪该化合物分子中碳原子的行为。这在化学反应机理的研究中，特别在生命科学的研究领域中具有独特意义。从示踪应用的角度，将核素碳14与氚比较可见：碳14具有较长的半衰期(5730年)，虽有核素利用率低、摩尔比活度低等缺点（故在 DNA顺序的研究和放射免疫分析等方面不采用碳14标记化合物），但在使用中无需对其衰变进行校正;碳14的β-粒子的能量比氚的高；虽然其自显影的分辨率较低，但计数效率高；碳在分子中所处位置与氢不同，碳14标记的位置较氚稳定，所以纯度易于保持。但碳14标记化合物的制备流程较长，产品成本偏高，所以在许多场合，往往以氚、硫35或磷32等标记化合物代替碳14标记化合物，作为碳结构的示踪剂。