Bei der absoluten Datierung wird eine Zeitspanne ermittelt, die nur einen geringen Toleranzbereich hat, und eine Einordnung in den vom Sonnenjahr ausgehenden Gesamtrahmen unserer Zeitrechnung ermöglicht.

Es wird eine gesicherte Festlegung der Zeit durch Urkunden, datierte Inschriften, Münzen, Leitformen (typische Dinge für eine Zeit) in ihrem diagnostischen kulturellen Kontext (Kulturmuster) und dergleichen gesucht, um die Datierung abzusichern. Man wendet mehrere Methoden der absoluten Datierung auf einen Fund an, um Bestätigungen für die Zeit zu erhalten.

Bei dieser Methode wird die Ausrichtung der magnetischen Teilchen in einem gebrannten oder anderweitig erhitzten Gegenstand gemessen. Bei der Erwärmung werden die Teilchen auf das Magnetfeld der Erde festgelegt und so kann man den Entstehungsort und die Zeit feststellen, da sich das Magnetfeld der Erde mit der Zeit verändert. Nachteile sind magnetische Störungen. Zudem gibt es bisher noch keine Karte, auf der sämtliche Feldlinien der Erde verzeichnet sind.

Argonmethode

Die Argonmethode bedient sich der Atomuhr, d.h. man bestimmt den Gehalt von Kalium und Argon in einem Gegenstand, da Kalium zu Argon zerfällt.
Bei gewissen vulkanischen Mineralien muß alles darin enthaltene Argon entwichen sein, als sie sich das letztemal in glutflüssigem Zustand befanden. Was sich seither in ihnen an Argon neu gebildet hat, ist dagegen von ihrer Kristallstruktur am Entweichen gehindert worden. Durch sorgfältige Analyse des Kalium-Argon Verhältnisses läßt sich insofern die zeitliche Distanz zwischen Gegenwart und dem Augenblick ihres Erkaltens ermitteln. Wegen der langen Halbwertzeit (Zeitraum, in dem ein radioaktives Isotop um jeweils die Hälfte der vorhandenen Substanz zerfällt) von 1,3 Mil. Jahren ist der Argonanteil in Proben, die jünger als 1 Mil. Jahre sind, zu gering, um präzise Messungen zu erlauben.

Uran-Blei

Alternativ kann auch der Zerfall von radioaktivem Uran zu Blei gemessen werden. Das Prinzip, anhand des Verhältnisses der Stoffe in einer Probe auf deren Alter zu schließen ist dasselbe, der entscheidende Unterschied liegt in den Zeiträumen, auf die die jeweiligen Methoden zurückschließen lassen.

Es gibt zwei verschiedene Zerfallsreihen für die Uran-Blei-Methode:

Uran ²³⁸U -> Blei ²⁰⁶Pb (Halbwertszeit: 4,5 Milliarden Jahre)
Uran ²³⁵U -> Blei ²⁰⁷Pb (Halbwertszeit: 704 Millionen Jahre)

Somit ist diese Methode nur für wirklich große Zeiträume selbst unter erdgeschichtlichen Gesichtspunkten geeignet, da sich das Verhältnis nur sehr langsam ändert.

Rubidium-Strontium

Bei Rubidium benötigt der Zerfall von 50% der vorhandenen Atome zu Strontium 47 Mio. Jahre. Es lassen sich keine zuverlässigen Daten aus Proben gewinnen, die jünger als 10 Mio. Jahre alt sind, da in dieser geologisch gesehen kurzen Zeit nicht genügend Kerne zerfallen sind.

Radiokarbondatierung

In der Atmosphäre kommen zwei Isotope von Karbon vor. Das C¹² ist das stabile und wesentlich häufigere Isotop. C¹⁴ ist instabil und zerfüllt mit einer Halbwertszeit von 5730 Jahren zu C¹². Das Verhältnis liegt bei 1:1,2¹². Dieses stabile Verhältnis herscht auch in jedem Organismus Zeit seines Lebens. Stirbt das Lebewesen jedoch, wird kein weiteres Carbon aufgenommen, lediglich das vorhandene C¹⁴ zerfällt zu C¹². Anhand des Restverhältnisses kann darauf geschlossen werden, seit wievielen Jahren kein neues C¹² mehr aufgenommen wurde, dieser also tot ist.
Das Problem liegt in der Toleranzgrenze, da bisher noch nicht mit hundertprozentiger Sicherheit die Halbwertzeit bestimmt werden konnte und diese mit 5.730 ± 40 Jahren angegeben werden muß. Das das ermittelte Datum sich im Toleranzbereich befindet, kann man nur mit einer 66% Sicherheit sagen. Auch Verunreinigungen, die schwache Strahlung von Karbon, die den höchsten technischen Standard erfordert, die Ungleichmäßigkeit der Strahlung und Schwankungen verunsichern die Radiokarbondatierung. Nach 70000 Jahren ist das Karbon soweit zerfallen, das eine weitere Datierung nicht mehr möglich ist.

Warven sind Sedimentbänder von Flußbetten an denen man die Jahre abzählen kann, die das Sedimentlager zu seiner Bildung brauchte. Sedimente sind Ablagerungen von groben Materialien und Feinsand bzw. leichteres Schwermaterial, das in den Betten bei Hoch- und Niedrigwasser weggeschwemmt bzw. abgelagert wird. Die Warvendatierung variiert je nach Heftigkeit des Tauwetters, nach dem Ausmaß der sommerlichen Niederschläge, der winterlichen Schneemenge usw. auch die Warven von Jahr zu Jahr, und zwar offensichtlich in irgendeinem Zusammenhang mit dem Sonnenfleckenzyklus.

Nach einem ähnlichen Prinzip verläuft die Dendrochonologie. Dabei werden analog zu den Sedimentbändern die Wachstumsringe von Bäumen gezählt. Dabei handelt es sich jedoch nicht um eine absolute, sondern eher um eine relative Zeitbestimmung, da die "Geburtsstunde" des Baumes wiederrum zu bestimmen ist, die Zählung also nur anhand von Umweltmerkmalen festgemacht werden kann. Zudem läßt sich die Methode in Tropen und Subtropen nicht anwenden, da die Bäume dort kontinuierlich über das Jahr verteilt wachsen, eine Ruhephase des Wachstums in Form von Winter gibt es dort bekanntlich nicht.

Soll das Alter von Erdschichten bestimmt werden, in denen sich bekannte Fossilien befinden, so läßt sich anhand dieser Versteinerungen auf das Alter der sie umgebendenen Erdschichten schließen, da davon ausgegangen werden muß, dass das Absinken der gestorbenen Organismen und die Ablagerungen der Erdschichten sich zur selben Zeit ereignet haben. So kann auch von unbekannten Versteinerungen auf deren Alter geschlossen werden, wenn sich in deren Nachbarschaft solche Leitfossilien befinden.