Durant la photosynthèse, les plantes désavantagent les isotopes plus lourds de carbone en absorbant proportionnellement moins de C 13 et de C 14 que ce qui est disponibles dans leur réservoir de carbone.  Il y a donc fractionnement isotopique, résultat qui est transmis aux consommateurs de plantes (les herbivores) et à leurs consommateurs (les carnivores).  En fait, un fractionnement additionnel a lieu quand les herbivores mangent les plantes et quand les carnivores mangent les carnivores.  On croit que tous les organismes exercent ce genre de discrimination: ils absorbent deux fois moins de C 14 que de C 13, et que le rapport  entre les atomes C 12 et C 13 peut servir à compenser pour l'épuisement initial du C 14.  Les datations par le radiocarbone peuvent être corrigées pour tenir compte du fractionnement isotopique, ce qu'on a appelé la normalisation.

L'importance du fractionnement isotopique dépend  du cycle de la photosynthèse mise en action par les plantes.  La plupart des plantes à fleurs, des arbres, des arbustes et des herbes des zones tempérées sont connues comme des plantes C3, parce qu'elles produisent une molécule avec trois atomes de carbone en suivant le cycle photosynthétique de Calvin-Benson.  Les herbes qui sont adaptées aux régions arides, telles que l'herbe de bison (Bouteloua) et le maïs (Zea), sont connus comme des plantes C4, parce qu'elles produisent une molécule avec quatre atomes de carbone suivant le cycle de Hatch-Slack.  Les plantes C3 retiennent plus les carbones isotopes lourds  que ne le font les plantes C4.

Autres lectures:

Chisholm, B.S.
1989 Variation in diet reconstructions based on stable carbon isotope evidence. In The Chemistry of Prehistoric Human Bone, edited by T.D. Price. Cambridge: Cambridge University Press, pp. 10-37.

Vermaas, W.
1998 An introduction to photosynthesis and its applications. http://photoscience.la.asu.edu/photosyn/education/photointro.html