碳14就含有7個質子和7箇中子構所的物質。是一種放射性物質。在活著的有機物體內，有一部分碳元素為穩定同位素碳—12，還有一小部分是放射性同位素碳—14。生物活著時透過呼吸來補充碳—14，而當某種植物或動物死亡後，其體內的碳—14就開始衰變，但穩定同位素碳—12的含量不會變。

科學家威拉得·利比經過研究發現每隔5730年碳14裡面的原子核就會有半數發生衰變現象，並且不受物理及化學條件影響，也被稱為C14半衰期為5730年，碳14只要經過10多個的半衰期後，數量已經減少到科學家就再也無法判斷經歷時長了。所以碳14只能測定的年代的範圍為6萬年左右。

如果要測更久的年代，可以用鈾238年代測定法鈾238，又稱貧鈾，是指每一千個鈾原子當中只有七個是鈾235，其餘的都是鈾238。含有約99.27%鈾238的鈾，貧鈾的密度高達19.1g/cm³，與鎢相近。鈾238可用於飛行器和軍事領域，鈾238的半衰期為44億5千萬年，所以鈾238可以測定的年代為400多億年，它適用於宇宙年齡的測定。科學家根據鈾238測量到宇宙推年齡大約為125億年。

最早嘗試用科學方法探究地球年齡的是英國物理學家哈雷。他提出，研究大洋鹽度的起源，可能提供解決地球年齡問題的依據。1854年，德國偉大的科學家赫爾姆霍茨根據他對太陽能量的估算，認為地球的年齡不超過2500萬年。1862年，英國著名物理學家湯姆生說，地球從早期熾熱狀態中冷卻到如今的狀態，需要2000萬至4000萬年。這些數字遠遠小於地球的實際年齡，但作為早期嘗試還是有益的。1953年地球化學家克萊爾·彼得森利用同位素法最早測定了地球的年齡約為45.5億年

地球年齡到了20世紀，科學家發明了同位素地質測定法，這是測定地球年齡的最佳方法，是計算地球歷史的標準時鍾。根據這種辦法，科學家找到的最古老的岩石，有35億歲。然而，最古老岩石並不是地球出世時留下來的最早證據，不能代表地球的整個歷史。這是因為，嬰兒時代的地球是一個熾熱的熔融球體，最古老岩石是地球冷卻下來形成堅硬的地殼後儲存下來的。

20世紀60年代末，科學家測定取自月球表面的岩石標本，發現月球的年齡在44至46億年之間。於是，根據目前最流行的太陽系起源的星雲說，太陽系的天體是在差不多時間內凝結而成的觀點，便可以認為地球是在46億年前形成的。然而，這是依靠間接證據推測出來的。事實上，至今人們還沒有在地球自身上發現確鑿的檔案，來證明地球活了46億年。

但我們可以利用關於元素起源的理論可以給出地球年齡的上限。元素形成以後才形成太陽星雲，繼而地球等行星又從太陽星雲中分異凝聚形成。根據核子合成的理論，鈾同位素U和U在元素形成時的比例大約為1.64:1。它們形成以後就以自己固有的速率進行衰變，而且U要比U衰變得更快。因此地球上鈾的這兩個同位素的丰度比是1:137.88。根據這兩個比值，我們可以估算元素的年齡為66億年。儘管不同的理論對鈾同位素形成時丰度比的估算存在著差別，但這一年齡不會小於50億年。