Les minéraux naturels contiennent des éléments radioactifs qui se désintègrent spontanément : un isotope radioactif (ou isotope-père) se désintègre en donnant un isotope non-radioactif (isotope-fils ou radiogénique). Ce processus dépend uniquement du temps, c'est-à-dire que la proportion d'atomes radioactifs qui se désintègre par unité de temps est une constante, en théorie indépendante des facteurs externes (pression atmosphérique, température, environnement chimique). Les méthodes isotopiques sont basées sur la dégradation progressive des isotopes radioactifs dans la mesure où la désintégration se fait selon un rythme connu. Il est alors possible d'en déterminer une datation plus ou moins fine selon l'isotope utilisé.