今天有很多种判断化石年龄的方法。大多数方法都是间接的——通过测定化石所在的土壤和岩石的年龄来判断，而不是通过化石自身。判断化石年龄最常用的方法是，通过确定化石存在的岩石层的年龄。许多情况下，岩石的年龄可以通过岩石中所含的其他化石来判定。如果这一方法不能成功，就会用一些其他分析技术来确定岩层的时期。

确定岩石时期的一种基本方法是利用放射能。例如，地球内部的放射能不断地轰炸矿物质中的原子，使困在晶体结构中的电子变得活跃。根据这一理论，科学家使用电子自旋共振热致发光等放射性方法来确定矿物质的年龄。通过测定矿物质中现存活跃电子的数量，和已知相似活跃电子的实际增长速率数据进行比较，可以计算出积累一定数量活跃电子所用的时间。

还有其他可以确定化石年龄的方法。例如，用铀系元素测定法来测定石灰石矿床中的钍-230含量。石灰石矿床形成时含有铀，却几乎没有钍。因为科学家知道铀衰变到钍-230的速率，因此可以通过一个特有的石灰石矿床中的钍-230含量，来计算石灰石矿床的年龄和矿床中化石的年龄。