考古年代学是考古学研究中的一种科学，通过多种方法和技术来确定古代遗迹和遗物的年代。在考古学中，年代可分为相对年代和绝对年代。相对年代是指不同考古学文化及其遗物在时间上的相对早晚关系，而绝对年代则是以确切的纪年来表示时间顺序。确定考古发现物的年代是考古学研究的重要基础。

考古地层学是确定相对年代的直接证据，也是科学获取考古资料的基础。这一原理源于地质学中的层位学，即由于人类活动形成的不同时期的文化层和遗迹单位，是按时间先后自下而上累积而成的。因此，下部层位中的出土物应早于上部层位中的出土物。在考古发掘过程中，根据层位收集出土物，可以避免年代混淆。

考古类型学是判断相对年代的另一种方法，它采用生物学中的分类原理，被称为标型学或器物形态学。这种方法通过对遗迹和遗物的外部形态的研究，揭示它们的演化顺序。具体做法是将遗迹和遗物按用途、制作方法和形状归类，根据形态的差异程度，排列出各自的发展序列，从而确定出土物的相对年代关系。不同类型的文化遗迹、遗物类型的比较，还能揭示文化间的继承或相互影响关系。考古类型学是一种科学归纳、分析考古资料的方法论。

考古分期是运用考古地层学和类型学，对考古文化遗存进行阶段划分的研究方法。具体操作是在地层划分基础上，对早晚不同的典型出土物进行类型排比。如果不同层位的主要遗迹遗物显示出了阶段性变化，则这些层位的遗存可以被划分为不同的“期”，通常以早、中、晚或序数对各期进行区分，如早期、中期、晚期，一期、二期、三期。考古分期具有不同的层次，可以针对单个遗址、墓地、考古学文化或特定器物进行分期。

确定绝对年代有两种途径。一种是对历史时代的考古学，主要依靠文献记载或具有明确纪年的考古实物资料，如器物上的纪年铭文、墓志、碑碣、简牍、帛书等。另一种是对没有文字记载的史前考古，需要借助一系列自然科学方法检测出绝对年代。这些方法包括碳-14断代、树木年轮断代、热释光断代、钾-氩法断代、古地磁断代、裂变径迹法断代、氨基酸外消旋法断代、黑曜岩水合法断代、铀系法断代、电子自旋共振断代等。有些方法也适用于历史考古学领域。

碳-14断代，也称放射性碳素断代，是根据地球上生物体内含有的放射性同位素碳-14的浓度，以及生物体死亡后碳-14含量以每5730±40年减少一半的速度递减的原理，测量有机化合物中残留的碳-14比例，从而推算出其死亡年代，进而得知有机物所在层位和遗迹单位的年代。由于大气中碳-14浓度实际上是有波动的，因此实际测得的年代与真实年代可能存在误差，需要经过树轮年代对比校正才能使用。通常所说的距今多少年，是以公元1950年作为起点计算。这种方法适用于5万年以内的年代测定，它的广泛应用被认为是“考古年代学的一场革命”。20世纪70年代末，串级加速器高能质谱技术的发明，使得碳-14断代研究有了新的发展。

热释光断代利用绝缘结晶固体的热释光现象进行断代，主要适用于考古出土的陶器和其他用火烧过的粘土样品。这种方法能够测定的年代范围可达数十万年。

古地磁断代包括考古地磁断代和沉积磁性断代。前者利用某些古代遗物的热剩磁性进行断代，适用于经火烧过的窑、炉灶、砖、瓦、陶瓷等的检测。后者利用地层沉积磁性随地磁极性倒转而倒转的现象测年，适用于旧石器时代遗址的断代。

钾-氩法断代利用岩石中钾40衰变成氩40的原理进行断代。在考古学中，这种方法主要用于测定年代久远的旧石器遗址和古人类化石的年代。

树木年轮断代利用树木年轮的生成规律测定年代的技术。树木年轮的宽窄与气候相关，因此在同一气候区内的树木年轮有相似的变化。通过绘制已知砍伐年代的树木年轮变化曲线，并将其与其他树木的年轮变化曲线相连，可以建立一个地区的树木年轮主序列，并追溯至史前时代。将考古发现的木头标本与这个年轮序列对照，就能确定标本的年代。这种方法精度高，通常用于校正碳-14断代法测出的年代。