根据地层层序律和化石层序律能够确定地层间的新、老关系，即地层的相对地质年代。但是不能定量地提供矿物、岩石形成的年龄值或各种地质事件发生的具体时间。随着放射性元素衰变现象的发现和研究，人们可以利用放射性同位素的衰变原理来测定地质年代，称为同位素年龄(绝对年龄)即绝对地质年代。
研究表明，放射性同位素(母体)是不稳定的，它自发的以稳定不变的速率(λ)释放出能量，逐渐衰变为另一种或多种同位素(子体)，最终稳定下来。由于衰变的速率不受外界因素干扰保持恒定，因此可以根据矿物、岩石中某种放射性同位素的含量(N)及其衰变产物的含量(D)之比计算矿物、岩石形成的年龄。则岩石形成的年龄(t)可按下列公式计算出来：
普通地质学
目前广泛采用的测定方法有U-Pb法，即放射性铀(238U)可衰变为非放射性的铅(208Pb)；Th-Pb法，即钍(232Th)可衰变为铅(208Pb)；K-Ar法，即钾(40K)可衰变为氩(40Ar)等。