利用天然放射性系列（主要是鈾系）中某些中間子體的放射性衰減或積累進行地質計時的方法。又稱鈾系不平衡法。
鈾的衰減系列包含多種元素的放射性同位素。由於它們在地球化學性質上的差異及所受地質作用的影響，導致瞭在地質過程中鈾的衰變鏈被斷開，使母體與子體的平衡狀態被破壞，子體之間被分開，出現子體同位素的過剩或不足。鈾系法正是以母體與其子體處於不平衡和子體的過剩或不足為前提，來測定年輕地質樣品的年齡。
過剩子體衰減法包括：①不平衡鈾法（234U-238U），測定碳酸鹽和水體的地質年齡；②嗾-釷法（230Th-232Th）或嗾-鏷法（230Th-231Pa），測定海泥和錳結核的沉積速率；③鉛-210法，測定冰川、積雪、湖泊、港灣等沉積物年齡；④不平衡釷法（228Th-232Th）和釷-234法，適用於淺水沉積物年齡的測定。
不足子體累積法包括：嗾-鈾法（230Th-234U）、鏷-鈾法（231Pa-235U）、嗾-鏷法（230Th-231Pa）和鐳-鈾法（226Ra-238U）。它們均可測定海相和陸相碳酸鹽、磷塊巖、洞穴堆積、骨化石、牙齒等的地質年齡，而且對考古學方面的鑒定也具有重要意義。鈾系法測定的時間范圍可由幾年到100萬年。