Αντικείμενο της εργασίας του είναι η χρησιμοποίηση της ραδιομετρικής χρονολόγησης (radiometric dating) ή ραδιοχρονολόγησης ως μεθόδου έρευνας για τον προσδιορισμό της ηλικίας διάφορων αντικειμένων. Ο ερευνητής ραδιοχρονολόγος, ανάλογα με το αντικείμενο της εξειδίκευσής του και το φορέα στον οποίο απασχολείται επιχειρεί, με τον υπολογισμό του χρόνου που απαιτείται για τη μεταστοιχείωση ενός ραδιενεργού στοιχείου, να εκτιμήσει την ηλικία διαφόρων ορυκτών, πετρωμάτων, οστών κ.ά. Η ραδιοχρονολόγηση αποτελεί αξιόπιστη μέθοδο γιατί ο ρυθμός με τον οποίο διασπώνται τα ραδιενεργά ισότοπα είναι σταθερός και δεν επηρεάζεται από κανένα χημικό ή φυσικό παράγοντα. Παρόλο που η βασική αρχή της ραδιοχρονολόγησης είναι σχετικά απλή, η όλη διαδικασία είναι αρκετά πολύπλοκη και απαιτεί τη χρήση ακριβών και εξειδικευμένων οργάνων, των φασματογράφων μάζας. Το πρώτο στάδιο που απαιτεί η διαδικασία χρονολόγησης είναι η συλλογή του δείγματος από το υλικό που θα μελετηθεί στο εργαστήριο και στη συνέχεια ο καθαρισμός του από περιττά στοιχεία. Με βάση ειδικές συσκευές και πολύπλοκες μεθόδους υπολογίζει την περιεκτικότητα των ραδιενεργών στοιχείων των αντικειμένων που επεξεργάζεται συγκρίνοντας τις τιμές που βρίσκει με γνωστά χρονολογικά πρότυπα δειγμάτων για μεγαλύτερη αξιοπιστία. Σήμερα υπάρχουν πάνω από σαράντα μέθοδοι ραδιοχρονολόγησης. Από τις πιο γνωστές είναι οι μέθοδοι ουρανίου/μολύβδου και καλίου/αργού, που μπορούν να χρονολογήσουν δείγματα πετρωμάτων με ηλικία της τάξης δισεκατομμυρίων χρόνων. Επίσης, η χρονολόγηση με άνθρακα -14 χρησιμοποιείται ευρέως στην αρχαιολογία για τον καθορισμό ηλικιών των προϊστορικών χρόνων καθώς και για γεωλογικές μελέτες που αφορούν την εποχή των παγετώνων. Από τα αποτελέσματα των αναλύσεων και των ερευνών του ειδικού επιστήμονα προκύπτουν πολύ χρήσιμες πληροφορίες για τον τρόπο σχηματισμού τους, τον τόπο προέλευσής τους και τις συνθήκες που επικρατούσαν σε μεγάλο χρονικό βάθος, γεγονός που συμβάλλει στην πρόοδο της γεωλογικής και αρχαιολογικής επιστήμης.