１４Ｃ年代測定法の前提条件は、
@１４Ｃの初期濃度が正確であること
A測定試料が、外部との炭素の交換が断たれた閉鎖系であったこと
B１４Ｃの半減期を性格に把握している
の３条件である。
@については、大気の二酸化炭素の１４Ｃ濃度に数％の経年変動や、特殊な生物試料で初期濃度にずれのある可能性が判明している。しかし、現在適用されている１４Ｃ年代測定法では、１４Ｃの初期濃度は試料の種類によらず経年的に一定であったと仮定され、通常ＮＢＳ蓚酸標準体の１４Ｃ濃度の９５％の値を１４Ｃの初期濃度として使用している。
なお、この濃度値は１９５０年の１４Ｃ濃度である。
また、Bの１４Ｃの半減期については現在、５，７３０±４０年が最も信頼し得る値として考えられているが、１４Ｃ年代値の産出にあたっては半減期を変更することによる混乱を避けるため、Ｌｉｂｂｙの半減期５，５６８±３０年を用いている。
１４Ｃ年代計算の基本式は、１４Ｃの初期濃度をＮ０、測定試料の１４Ｃ濃度をＮ、１４Ｃの壊変定数をλとすると、以下のように表される。
また、δ１４Ｃは、ＮＢＳ蓚酸標準体の１４Ｃ濃度の９５％をＮＳ、測定試料の１４Ｃ濃度をＮとすると次のように定義される。
この式から
ここで、Ｌｉｂｂｙの半減期を用いると、λ＝１．２４４９×１０−４ｙｒ−１となり、この値と（３）を（１）に代入して整理された以下の式で年代値を求める。
なお、バックグラウンド、標準体および試料の１４Ｃ濃度の測定に統計的誤差が内在するため、通常標準偏差（１σ）を各測定年代値に付与する。
また、測定誤差とは別に、１４Ｃ年代測定には様々な原因の誤差が含まれる。その要因としては、１４Ｃの半減期の差、大気中の１４Ｃ濃度の地域差、大気中の１４Ｃ濃度の経年変化、陸水・海水の１４Ｃ濃度の差、生物の同位体分別効果などが考えられる。同位体分別効果による補正は以下の式で行う。
ここで（１３Ｃ／１２Ｃ）ｓａｍｐｌｅと（１３Ｃ／１２Ｃ）ｓｔａｎｄａｒｄはそれぞれ試料およびＰＤＢ−標準体（Ｂｅｌｅｍｎｉｔｅ化石、１３Ｃ／１２Ｃ＝０．０１１２３７２）の１３Ｃ／１２Ｃ比である。
ＮＢＳ蓚酸標準体が導入される以前は、１４Ｃ年代の標準体として木材が用いられていたことから、同位体効果の補正には平均的木材のδ１３ＣＰＤＢ値（−２５‰）を標準値として用いる。試料のδ１３ＣＰＤＢ値が−２５‰からずれている場合には、同位体効果の補正を行った１４Ｃ濃度は次式によってΔ１４Ｃ値で与えられる。
試料の１４Ｃ年代値はこのΔ１４Ｃを用いて、
として計算される。