为迄今最精确的定年方法，可以精确到年，甚至到季节。

树轮年代学方法断代有多个原理，其中以交叉定年原理最为重要。树木树干的形成层每年都有生长活动，春季形成层细胞分裂快，个大壁薄，在材质上表现疏松而色浅，称为春材；由夏季到秋季，形成层的活动渐次减低，细胞分裂和生长渐慢，个小壁厚，材质上致密而色深，称为秋材。树木的年轮，就是树干横截面上木质疏密相间的同心圆圈。每一个年轮的宽度包括当年的春材和秋材。多数温带树种一年形成一个年轮，因此年轮的数目表示树龄的多少，年轮的宽窄则与相应生长年份的气候条件密切相关，干旱年份树木生长缓慢，年轮窄；湿润年份树木生长较快，年轮宽。同一气候区内同种树木的不同个体，在同一时期内年轮的宽窄变化规律一致。因此，树木的不同个体之间能够交叉定年。这一原理最早由树轮年代学的创始人A.E.道格拉斯（Andrew Ellicott Douglass，1867～1962）于20世纪20年代早期提出，并应用到气候学、天文学和考古学等多个学科。

如果一段树干内层的一段年轮图谱同另一段树干外层的年轮图谱一致，说明二者有过共同的生长期，生长年代能够相互衔接。以现生立木或已知砍伐年代的树木样品为时间基点，年代早一些的样品与之有一部分年轮图谱重叠，就可以衔接起来。依此类推，可以一直衔接到远古时期，这样就可以建立长序列的树木年轮年表。迄今为止，国际上有两条长的树木年轮年表，一条为美国建立的距今11300年的刺果松年轮年表，另一条为中欧建立的包含整个全新世和部分新仙女木事件的距今12500年的栎树和松树年轮年表。

树木年轮年表的建立过程

建立了长序列的树木年轮年表，就可以对未知年代的木材进行定年。对于考古遗存中的木材样品，首先需要对该木材样品进行树轮分析，建立该木材样品的树轮图谱，然后将该木材样品的树轮图谱与已建立的年轮年表进行比对，如果该木材样品与已建立的合成年轮年表的木材树种相同、又来自同一气候区，则可根据树轮年代学交叉定年原理找到唯一的重合位置。

由于计算机和网络的发展，尤其是国际树木年轮数据库的建立，为全世界提供了高质量的树木年轮数据，极大地促进了树轮年代学的发展。正如F.H.斯克威格鲁伯（Fritz Hans Schweingruber，1935～2019）所说，现代树木年代学的内容不仅包括利用最外层树轮确定木材年代的学科，还包括从树轮序列中提取环境信息的各种学科。现代树轮年代学是一门对树木精确定年并利用精确定年的树木年轮研究环境问题的学科，对判定古代人类文化遗存年代，重建和研究古代气候（包括温度、降水）和环境，尤其是对校正碳-14年代具有重要作用。