Se basa en el principio de que materiales que contienen isótopos radioactivos (U, Th, K), o que se encuentran cerca de una fuente de radiación, están sujetos a bajos niveles de radiación. Esta produce con el tiempo ionización de átomos y de electrones atrapados en defectos estructurales. Es otra técnica imprescindible en geoarqueología aplicable fundamentalmente sobre granos de cuarzo y abarca un rango de tiempo de unos 1.000 a cerca de 1.000.000 años. Se estan realizando grandes avances en cuanto a protocolos y aplicabilidad.