Radioaktivno datiranje je metoda za izračun starosti kamnin in fosilov na podlagi koncentracij določenih radioaktivnih elementov v neposredni bližini takšnih predmetov ali kot dela njihove kemične strukture. Uporabljajo se različne metode radioaktivnega datiranja, odvisno od tega, ali je analizirano organsko ali anorgansko, in vsak proces temelji na predpostavkah o prvotnem stanju datiranega materiala in sprejetih geoloških časovnih lestvicah. Medtem ko narava radioaktivnega razpada temelji na uveljavljenih znanstvenih načelih za radioaktivne elemente, ki so dobro dokazani, so predpostavke, ki se uporabljajo za izračun dejanske starosti predmeta iz teh načel, predmet nekaterih razprav in polemik.
Datiranje z radioaktivnim ogljikom je najpogostejša metoda, ki se uporablja za datiranje fosilov človeškega izvora ali artefaktov iz starodavnih človeških civilizacij. Uporablja se izotop ogljika 14 (14C), saj ima učinkovito kratko razpolovno dobo razpada 5,725 let, kjer razpade na dušik 14 (14N), najdemo pa ga v majhnih koncentracijah v tako rekoč vseh organskih spojinah na Zemlji. Ogljik 14 je prisoten v znanih koncentracijah v ozračju ter v vseh rastlinah in živalih, ki sodelujejo pri izmenjavi plina CO2 s procesi dihanja. Potem ko rastlina ali žival pogine in je zaščitena pred nadaljnjo izpostavljenostjo zraku, se količina ogljika 14 v ostankih, pa tudi v okolici zemlje, počasi zmanjšuje. To variacijo lahko primerjamo z atmosferskimi koncentracijami, da določimo grobo starost, ko je bitje umrlo ali ko je bil anorganski artefakt zakopan v tleh blizu organskih ostankov.
Metode radioaktivnega datiranja za starejša časovna obdobja ali fosile, za katere se domneva, da so stari milijone let, vključujejo uporabo elementov z veliko počasnejšimi stopnjami razpada kot ogljik 14. Običajno se uporablja uran 238 (238U), saj počasi razpade v stabilno obliko svinec (206Pb) v 4,500,000,000 letih. Drug izotop z dolgo stopnjo razpada, ki se uporablja za datiranje geoloških formacij, je kalij 40 (40K), ki razpade v argon 40 (40Ar) v 1,250,000,000 letih. Medtem ko radioaktivni elementi, kot so izotopi ogljika ali urana, razpadajo, nanje ne vplivajo drugi procesi, ki se dogajajo okoli njih, kot so spremembe toplote, tlaka in kemične reakcije. Zaradi tega so predvidljivi v smislu njihove stopnje spreminjanja, njihove stopnje razpada pa so temeljna predpostavka, na kateri temelji znanost o radioaktivnem datiranju.
Glavni argument v zvezi s točnostjo radioaktivnega datiranja je osredotočen na geološko starost, ki jo znanost predvideva za Zemljo od leta 2011. Ker je za ljudi nemogoče vedeti natančno stanje kamnin ali fosilnih nahajališč, ko so bili prvotno ustvarjeni na tisoče ali milijone pred leti je možno, da elementi v sedanjem depozitu niso bili stranski produkt razpada drugih elementov v vzorcu. Elementi, za katere se zdi, da so stranski produkti razpada, so bili morda sčasoma odloženi v vzorec z drugimi metodami ali vedno tam v koncentracijah, ki so višje od pričakovanih, skupaj z razpadajočimi elementi, kar odvrne izračune glede prave starosti predmeta. Preizkusi starosti nedavno oblikovanih vzorcev kamnin iz vulkanskih izbruhov, ki so jih opravili številni neodvisni laboratoriji, so dali tudi zelo različno starost več milijonov let, ko so same kamnine nastale s procesi, ki so se zgodili pred manj kot 100 leti, kar vzbuja dvom o metodologija, ki se uporablja v običajnih praksah zmenkov.