考古学家使用的一种方法是用放射性同位素作为“时钟”来测量长时间，这被称为放射性同位素年代测定。

自然界中的碳主要是12C，但也有少量的14C，是由高层大气中的原子核在来自太阳的高能粒子流作用下产生的。14C是一种放射性碳同位素，它可以自发地经历β衰变成为氮，半衰期为5730年。14C原子不断产生并衰变以达到动态平衡。它在大气中的含量是稳定的。1012个碳原子中大约有一个14C。活体植物通过光合作用和呼吸作用与环境交换碳元素，14C在体内的比例与在大气中的比例相同。植物死亡后，遗体中的14C仍在腐烂，不断减少，但不再补充。因此，植物死亡时间可以根据放射性强度的降低来计算。

例如，为了推断古代木材的年龄，可以先加热古代木材，制作1克碳的样品，然后用粒子计数器测量。如果样品每分钟的衰变测量数正好是现代植物制作的样品的一半，这表明古代木材的半衰期为14C，即5730年。如果测得的每分钟衰变次数是其他值，那么也可以根据半衰期来计算古代木材的年龄。

我国考古学家用放射性同位素测年法对马王堆1号汉墓的外壳进行了冷杉测量。结果表明，这座坟墓可以追溯到95年前的2130年。根据历史文献记载，这座古墓可以追溯到大约2100年前的西汉早期，两者吻合得很好。