Hom en distingeix tres. En el primer mètode el contingut d’un element estable serveix com a índex de l’edat de les restes; en el segon, la relació entre el contingut del producte resultant de la descomposició radioactiva i les restes no descompostes dóna l’edat d’aquestes; i en el tercer, la mesura del contingut d’un isòtop radioactiu mitjançant la seva activitat indica l’edat de les restes. En el primer cas el procediment més important és l’anomenat del carboni 14, que és fonamentat en la mesura de l’activitat actual del carboni aïllat dels materials objecte de mesura. El procediment més emprat en el segon cas és basat en la determinació de la desintegració d’isòtops tals com l’U 2 3 8 , l’U 2 3 5 , el Th 2 3 2 , el K 4 0 (geocronologia). Un altre mètode més antic que tots aquests, i alhora no tan fidedigne, és fonamentat en l’augment del contingut en fluor que experimenten els ossos en el decurs del temps des del moment que foren enterrats, augment degut al contacte dels ossos amb l’aigua del sòl que conté ions fluor i al consegüent desplaçament parcial de l’ió PO 3 - 4 dels ossos per aquells; aquest mètode, però, és poc exacte, car depèn de la variació del cabal d’aigua que ha estat en contacte amb els ossos i de la possible variació de la concentració de l’ió fluor en ella; d’aquí ve que només pugui ésser emprat en els casos en què aquestes condicions hagin estat constants durant llargs períodes. El mètode més important és, doncs, el del carboni 14; com que la incorporació de l’isòtop inestable en forma de C 1 4 O 2 a la matèria viva s’atura quan hom mor, és possible d’establir l’edat d’una mostra en funció del seu contingut en C 1 4 , fixant una relació entre la concentració actual en C 1 4 i la que conté un material modern. Això és expressat en la fórmula
edat en anys =
18 500 × log
Darrerament hom ha desenvolupat d’altres tècniques de datació, com ara són el paleomagnetisme, la palinologia l' arqueomagnetisme , la gammatermoluminescència , la dendrocronologia o l' optoluminescència . Aquestes tècniques tenen una importància cabdal en el camp de la geologia, l’arqueologia, la meteorologia, la geoquímica, l’oceanografia, etc, puix que per a totes són un auxiliar valuosíssim.