日本列岛火山富集，喷向火山口上空的火山灰通常因自然作用向东扩散，大规模喷发的火山灰覆盖地域很广，在岛内形成天然的堆积层。源自同座火山某喷发期的火山灰层，其质、色、包含物等显具共性而与其他火山灰层构成区别，仅凭肉眼即可辨识，被视为具有时间标尺作用的关键层。当这种关键层与古代遗存存在叠压关系时，便可判断考古遗存的相对年代。这一方法在日本考古学界得到普遍运用，发展也较成熟。

1918～1919年，日本学者滨田耕作和长谷部言人发掘位于萨摩半岛东南端附近的桥牟礼川遗址时，在火山灰层上、下分别揭示出弥生陶器和绳纹陶器的堆积，从而判明绳纹文化和弥生文化的先后关系，被认为是初次运用火山灰编年学的考古实例。20世纪60年代至70年代中期，日本列岛命名了10多期有明确编年且分布地域广泛的火山灰，即广域火山灰，其中与史前考古相关联的主要为AT期和K-Ah期火山灰：前者由姶良火山（火山口沉降形成了鹿儿岛湾）喷发形成，其沉降地以九州岛南部为中心，扩散至东北地区大部，是日本列岛分布最广的一层火山灰，年代约距今22000年；后者源自萨摩半岛和屋久岛之间海域的鬼界火山口，自九州岛向东分布至东北地区南部，覆盖范围之广仅次于前者，年代约距今6000年，相当于绳纹文化早期末至前期初，此种火山灰中含有火山玻璃，不适于农作物生长。