同位素测年法是利用放射性元素核衰变规律测定地质体年龄的方法。已制订的测年方法有：U-Th-Pb法、K-Ar法、铀系不平衡法、Ra法、14C法等。

当含有放射性同位素的物质形成后，与周围环境隔绝的放射性同位素(母体)不断地衰变而减少，衰变产生的稳定同位素(子体)在该物体中相应积累。通过准确地测定物体中同位素母体和子体的含量，根据放射性衰变定律可计算出该物体的年龄，核衰变成为理想的“地质钟”是因为：每一种放射性同位素具有恒定的衰变速度，不受温、压、电磁场、化学状态的影响;各种放射性同位素的半衰期变化范围广，如U、Th、K等的半衰期很大，与地球年龄处于同一数量级，(109年)，短寿的如14C，210Pb，32Si等可用于近代地球化学过程的测年。

根据基本原理已制订了许多种测年法：U-Th-Pb法、K-Ar法、Rb-Sr法、Re-Os法、I-Xe法、Sm-Nd法、铀系不平衡法、Ra法、14C法等。

各种方法均有不同的适应年龄段，已在大量测年的基础上，建立了以年表示的绝对地质年表。在海洋中也广泛用来测定沉积速率，锰结核、介壳、珊瑚的生长速率，海洋循环、洋盆历史、元素的滞留时间等方面，对解决地球演化、古气候、古海洋及地质历史等问题有重要意义。在完善已有方法的同时仍在不断开发一些新的测年法，使这一技术应用更广，更趋完善。