A partire dal 2014, ci sono 15 isotopi di carbonio. Sono da C-8 a C-22. Solo C-12 e C-13 sono stabili, mentre gli altri isotopi sono radioattivi e di questi, solo C-14 si trova in natura.
C-14 è famoso per il suo uso nella datazione al carbonio e ha un'emivita di 5.700 anni. Ciò significa che dopo 5.700 anni, la metà del carbonio sarà decaduta in azoto-14.
C-11 è il più stabile degli isotopi artificiali, con un'emivita di poco più di 20 minuti. Gli altri radioisotopi hanno emivite che durano per secondi o frazioni di secondi. Il C-13 è usato nella ricerca e nella medicina e C-12 è usato per stabilire il peso atomico di altri isotopi.