Le taux de désintégration des atomes radioactifs, soit les atomes qui ne sont pas stables au niveau de leur noyau, se définit par la demi-vie des isotopes qu’il va produire.

Les isotopes pères se désintègrent à un taux constant en des isotopes fils : le temps requis pour la moitié du nombre initial d'atomes pères de se transformer en atomes fils est la demi-vie.

Par exemple, un isotope de carbone, le carbone 14, a une demi-vie de 5730 années. À chaque 5730 ans, la moitié des isotopes pères (carbone 14) se transforment en isotopes fils! Comme il est possible de déterminer le nombre d’isotopes dans une matière, il est donc possible de déterminer l’âge de cette matière  en connaissant la demi-vie de l’isotope étudié.

Par exemple, pour le carbone 14, après 5730 ans, il ne reste que la moitié des isotopes pères, Après 11640 ans, il ne reste que la moitié de la moitié des isotopes pères présents initialement (soit le quart).