Se conocen CINCO formas isotópicas del elemento carbono, con pesos atómicos que van de 10 a 14. Dos de ellos, C12 y C13, existen de forma estable en la Naturaleza, mientras que los otros son radiactivos, y son conocidos por nosotros solo a través de su producción en varias reacciones nucleares. El gran desarrollo reciente en las técnicas de separación de isótopos ha permitido producir cantidades sustanciales de compuestos de carbono en los que la relación de C3 a C12 se ha incrementado mucho más allá de la característica de 1,1 a 98,9 del carbono natural. Esto será importante en la investigación química y biológica, ya que el C13, que químicamente es el mismo que el carbono natural, pero se distingue de él por las técnicas sensibles de la espectrografía de masas, puede usarse como trazador para seguir la historia de los átomos de carbono en su paso a través de reacciones químicas y bioquímicas. Por ejemplo, si un animal ingiere o inyecta una pequeña cantidad de azúcar enriquecido con C13, la distribución y el estado de la combinación química del carbono de esta dosis concreta podrán determinarse midiendo la proporción C13-C12 de las muestras apropiadas tomadas del animal en una fecha posterior. La importancia del C13 es aún mayor porque dos de los tres isótopos radiactivos de carbono se descomponen demasiado rápido para ser trazadores adecuados, mientras que el restante (C14) tiene una vida útil tan larga (3.000 años) que su detección por métodos radiactivos es relativamente insensible.