Định tuổi bằng đồng vị phóng xạ dùng cho xác định tuổi tuyệt đối (tuổi tính theo độ dài năm thiên văn hiện tại) các loại đá, dựa theo hiện tượng khi đá hóa rắn thì nó chốt lại trong khối các đồng vị phóng xạ, và sản phẩm phân rã không bị thoát mất. Tỷ lệ các đồng vị sản phẩm phản ánh độ dài thời gian từ khi hóa rắn đến nay. Tùy theo giá trị tuổi chờ đợi mà chọn đồng vị đặc trưng dùng cho đo đạc và tính toán.

Để xác định tuổi Trái đất thì định tuổi bằng đồng vị phóng xạ thực hiện cho đá cổ nhất của Trái đất được tìm thấy, và đặc biệt là loại thiên thạch gọi là chondrit. Chondrit được hình thành khi nhiều loại bụi và hạt nhỏ đã có mặt từ đầu trong hệ Mặt trời, tụ lại tạo thành các tiểu hành tinh cổ xưa, nhưng là loại tích tụ có kích thước đủ nhỏ để không ở trạng thái tan chảy. Nó được coi là "trầm tích vũ trụ", chốt lại trong nó thông tin về lúc hình thành hệ Mặt trời. Những va chạm đã đẩy các mảnh của tiểu hành tinh chondritic đến Trái đất, và cỡ 86% thiên thạch thu được ở mặt đất là chondrit [20][21].

Nhà địa chất học Clair Patterson là người đầu tiên xác định tuổi Trái Đất với kết quả tin cậy. Sau 6 năm miệt mài nghiên cứu, ông đã có điều kiện để đo đạc lượng chì và urani có trong mẫu thiên thạch sắt và tính ra được tuổi thực của Trái Đất. Kết quả của ông khá chính xác. Hành tinh của chúng ta đã được 4,5 tỉ năm tuổi.

Ngày nay phép định tuổi theo 206Pb/204Pb cho chondrit cho ra tuổi 4566,6 ± 1,0 Ma (triệu năm) [22], phù hợp với các kết quả định tuổi khác, và được coi là giá trị cao nhất của tuổi các hành tinh, do các hành tinh cần thời gian dài hơn để tích tụ.