Todos os métodos físicos de datação envolvem a medida de alguma propriedade do material em estudo que varia com o tempo. O método do carbono-14 (C-14) mede a quantidade desse radioisótopo instável e através dessa medida pode-se inferir a idade da amostra em estudo. A cada meia vida, que para o C-14 é de 5.730 anos, essa quantidade é reduzida à metade. Sabendo-se quanto desse radioisótopo está presente na amostra no momento de sua formação é possível determinar a sua idade. Esse método é bom para amostras ricas em carbono, como é o caso das amostras biológicas. Já o método de termoluminescência utiliza a luz emitida por cristais, quando aquecidos como indicador da idade. Essa luz tem origem na recombinação de elétrons e “buracos” que são criados na estrutura de cristais pela radiação ionizante ao interagir com a matéria. Logicamente esse método é mais adequado a sólidos cristalinos que possuem uma estrutura regular e oferecem mecanismos que estabilizam a separação de elétrons (cargas negativas) e “buracos” (que possuem cargas positivas). Já a medida da concentração de espécies paramagnéticas ou spins, produzidos pela radiação ambiental, presentes em uma amostra pode também fornecer a sua idade. Esse é fundamento da Datação por Ressonância de Spin Eletrônico ou Ressonância Paramagnética Eletrônica. Medindo a concentração de spins atual e irradiando-se a amostra com doses aditivas pode-se conhecer a dose equivalente depositada na amostra. De posse dessa informação e sabendo-se a taxa de dose ambiental no local da amostra e a dose interna produzida por átomos radioativos incorporados na amostra é possível obter a idade. Quanto mais antiga a amostra maior será a dose de radiação depositada.
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