• 碳有三種主要同位素:¹²C、¹³C和¹⁴C，由于它們的質量不同在自然界中的物理、化學和生物作用下產生分餾。

• 一般地說，在碳的有機循環中，輕同位素容易攝入有機質 （例如烴、石油中富含¹²C）中；而在無機循環中，重同位素傾向于富集在無機鹽 （例如碳酸鹽富含¹³C） 中。

• 上述二種碳循環都與大氣CO₂有密切關系，也是自然界中碳同位素分餾兩個最重要的過程

定義：

¹²C和¹³C在物理、化學和生物反應過程中以不同比例分配于各個物質中的現象叫碳同位素分餾。

 分類：

1）化學分餾(動力學分餾)：因¹²C化學鍵和¹³C強度差異，造成輕重同位素分子化學反應速率的差異而導致的分餾，如植物光合作用和溫度壓力生烴作用等。

2）物理分餾（質量分餾）：因質量差異造成蒸發、凝聚、升華和擴散等過程中¹²C和¹³C的分異。

物理分餾：

¹²CH4擴散系數大于¹³CH4，擴散能力更強，造成沿擴散路徑方向碳同位素組成變輕

地層排烴作用造成的碳同位素分餾

氣體擴散造成的碳同位素分餾