Radioactieve datering is afhankelijk van het natuurlijke proces van radioactief verval, waarbij onstabiele isotopen van elementen een spontane transformatie ondergaan in stabielere isotopen. Dit proces vindt plaats met een constante en voorspelbare snelheid, en de hoeveelheid dochterisotoop die zich in de loop van de tijd ophoopt, kan worden gebruikt om de ouderdom van een monster te bepalen.

De meest gebruikte radioactieve isotopen voor datering zijn koolstof-14, kalium-40, uranium-238, uranium-235 en thorium-232. Deze isotopen hebben halfwaardetijden variërend van duizenden jaren tot miljarden jaren, waardoor ze geschikt zijn voor het dateren van materialen van verschillende leeftijden.

Radioactieve isotopen zijn in kleine hoeveelheden in alle materialen aanwezig en de snelheid waarmee ze vervallen wordt niet beïnvloed door externe factoren zoals temperatuur, druk of chemische omgeving. Dit maakt radioactieve datering een betrouwbare en nauwkeurige methode voor het bepalen van de ouderdom van materialen, waaronder gesteenten, fossielen, archeologische artefacten en zelfs biologische monsters.