Een atoom kan voorkomen met verschillende aantallen "atoomdeeltjes". De verschillende soorten heten isotopen. Sommige isotopen zijn niet stabiel, en veranderen in een ander atoom waarbij radioactiviteit vrijkomt. Dit uit elkaar vallen gebeurt met een constante vaststaande snelheid. Dit betekent dat na bijvoorbeeld 10 miljoen jaar er nog maar de helft over is en na 20 miljoen jaar nog maar 1/4 deel. Deze "halfwaarde tijd" is voor iedere soort radioactieve isotoop verschillend.

Van sommige radioactieve (onstabiele) isotopen is het bekend in welke hoeveelheden ze voor kwamen in vergelijking met stabiele isotopen toen het gesteente gevormd werd. Door de verhouding van deze twee soorten isotopen in een gesteente te onderzoeken kun je uitrekenen wanneer het gesteente ontstaan moet zijn. Dit heet radiometrische datering.