Daudzi ieži un organismi satur radioaktīvos izotopus, piemēram, U-235 un C-14. Šie radioaktīvie izotopi ir nestabili, laika gaitā sadaloties ar paredzamu ātrumu. Izotopiem sadaloties, tie izdala daļiņas no kodola un kļūst par atšķirīgu izotopu. Sākotnējais izotops ir sākotnējais nestabils izotops, un meitas izotopi ir stabils sabrukšanas produkts. Pusperiods ir laiks, kas nepieciešams pusei vecāku izotopu sabrukšanai. Sabrukšana notiek logaritmiskā mērogā. Piemēram, C-14 pussabrukšanas periods ir 5730 gadi. Pirmajos 5730 gados organisms zaudēs pusi no saviem C-14 izotopiem. Vēl pēc 5 730 gadiem organisms zaudēs vēl pusi no atlikušajiem C-14 izotopiem. Šis process turpinās laika gaitā, organismam zaudējot pusi no atlikušajiem C-14 izotopiem katru 5730 gadu.
Fosilijas tiek savāktas kopā ar akmeņiem, kas rodas no tiem pašiem slāņiem. Šie paraugi tiek rūpīgi katalogēti un analizēti ar masas spektrometru. Masas spektrometrs spēj sniegt informāciju par klintī atrasto izotopu tipu un daudzumu. Zinātnieki atrod vecāku un meitas izotopu attiecību. Salīdzinot šo attiecību ar vecāku izotopu pussabrukšanas perioda logaritmisko skalu, viņi spēj atrast attiecīgā ieža vai fosilijas vecumu.
Ir vairāki izplatīti radioaktīvie izotopi, kurus izmanto iežu, artefaktu un fosiliju datēšanai. Visizplatītākais ir U-235. U-235 ir sastopams daudzos magmatiskajos iežos, augsnē un nogulsnēs. U-235 sadalās līdz Pb-207 ar pussabrukšanas periodu 704 miljonus gadu. Tā kā U-235 ir ilgs pussabrukšanas periods, tas ir labākais radioaktīvo datubāzu izotops, it īpaši vecāku fosiliju un iežu klāsts.
C-14 ir vēl viens radioaktīvs izotops, kas sadalās līdz C-12. Šis izotops ir atrodams visos dzīvajos organismos. Kad organisms nomirst, C-14 sāk sadalīties. C-14 pusperiods tomēr ir tikai 5 730 gadi. Īsa pusperioda dēļ C-14 izotopu skaits paraugā pēc apmēram 50 000 gadiem ir nenozīmīgs, padarot to neiespējamu vecāku paraugu datēšanai. C-14 bieži izmanto cilvēku artefaktu datēšanā.