太陽的年齡約略等於太陽系的年齡，所以對太陽年齡的測定，可以利用太陽系成員地球物質、“天外來客”——隕石和月亮岩石等的年齡測定來確定。這種古岩石年齡的測定是二十世紀初發展起來的技術，主要是依據放射性同位素衰變的原理。

衰變原理的發現，起源於1896年法國科學家貝克勒爾偶然發現的天然放射性現象。在此之後不久的1898年，居里夫婦分離出了放射性元素釙和鐳。很快，不同國家的科學家們就發現了一系列放射性元素。英國物理學家盧瑟福和索迪等研究了這些放射性物質的性質，發現這些物質透過自發輻射出帶正電的α射線和帶負電的β射線（還有不帶電的γ射線）後，會變成其他元素，這就是放射性物質的天然衰變現象。並且索迪還在1913年發現了同一放射性元素存在著不同質量的原子，比如天然鈾元素就存在著原子量為234、235和238等多種不同的原子，他稱之為“放射性同位素”。

科學家們發現，放射性同位素的天然衰變是個非常規律和穩定的過程，即在一定時間內有一定比例的同位素會發生衰變，有一半元素髮生衰變的時間稱為該同位素的“半衰期”（比如鈾238的半衰期為45億年）。這個過程不受環境條件的影響，就像一個鐘錶那樣準確，只不過可以計時的時間很長，比如最長可以達到幾十億年，只要測定出地球原始物質（比如古老岩石）放射性物質及其最終衰變物的含量，透過計算就可以用來測定地球的年齡。同樣，對天外來客的隕石和月亮岩石進行測量，也可以確定太陽系物質的年齡。

經過一百多年的發展，科學家不斷改進這種放射性同位素地質年齡測量技術的精度，目前長時段測定的誤差不超過一百萬年。透過對地球、隕石和月石等年齡的測定，可以推斷太陽的年齡大約是46億年。