Organik ve inorganik malzemelerin tarihlendirilmesinde kullanılabilecek çeşitli tarihlendirme yöntemleri vardır. Bunlardan en çok kullanılanı Radyo karbon Tarihlendirme Yöntemi olarak bilinir. Radyo karbon tarihleme, organik malzemelerin yaşını bulmakla kullanılan bir yöntemdir. Ancak çökellerin birikme zamanının direkt olarak belirlenmesi için organik olmayan malzemelerle de çalışılabilen daha yeni ve farklı yöntemler geliştirilmiştir. Bunların başında Lüminesans Yöntemleri gelir. Bir maddenin enerji soğurmasıyla uyarılan ve kararsız hale geçen atom veya molekülleri, kazandıkları bu enerjiyi atarak temel hale dönmek ister. Bu sırada sistemden ışık yayılması gözlenir. Bu ışık yayılması olayına genel olarak Lüminesans denir. Mineral yapısında çeşitli nedenlerle tuzaklanmış elektronların ışıkla uyarılarak çıkarılması Optik (ışık) Uyarmalı Lüminesans (OSL), ısıyla uyarılarak çıkarılması ise Termolüminesans (TL) yönteminin temelini oluşturur. Bunlardan özellikle OSL yöntemi ile tarihlendirmenin avantajları olduğu çeşitli çalışmalarla belirlenmiştir. Yapılan çalışmalarda, bu yöntemi önemli kılan özelliğin ışığa maruz kalmanın çökel yığılmalarda saati sıfırlaması olduğu anlaşılmıştır. 

Lüminesans işlemi, geçen yüzyılın ortalarından beri insanların maruz kaldığı toplam radyasyonun saptanması için radyasyon dozimetresinde ve arkeolojik alanların ve jeolojik sedimanların tarihlendirilmesinde kullanılmaktadır. Toplanan dozun hesaplanması ya da malzemenin tarihlendirilmesi geçmişte bir zamanlar lüminesansın sıfırlanmış olmasına bağlıdır. Sıfırlanma işlemi radyasyon dozimetreleri ile çanak, çömlek, biriket ve porselen gibi arkeolojik malzemelerde ısıtmayla, jeolojik örneklerde ise gün ışığına maruz kalmayla gerçekleşir.

1940‘lı yıllarda ışığa çok duyarlı dedektör olarak fotoçoğaltıcı tüpün ortaya çıkmasıyla termolüminesans yöntemi jeolojik örneklerde mineral tanımlamalarında kullanılmaktaydı. 1950‘li yılların başından itibaren ise Wiskonsin Üniversitesi’nde Farington Daniels’in çalışmaları sonucu yöntem, maruz kalınan nükleer radyasyonu ölçmekte kullanılmaya başlanmıştır. Isı uyarmalı lüminesans yöntemi 1960‘lı yıllarda, arkeolojik örneklerin tarihlendirilmesinde kullanılmaya başlanmıştır. Bugün dünyanın her yanında sayısı 50‘ye varan laboratuarda TL yöntemiyle arkeolojik ve jeolojik tarihlendirme çalışmaları yapılmaktadır.

Yapılan ilk çalışmalarda görünür ışık olan yeşil lazer ışığı kullanılmış, daha sonra yeşil ışık kaynakları ve infrared (kızılötesi)  kullanılmaya başlanmıştır. Daha sonraki çalışmalar kuvarsın OSL özelliklerini belirlemeye ve dozimetre ve tarihleme için bir araç olarak bu yöntemi geliştirmeye yönelmiştir (Aitken and Smith 1988, Aitken 1990). İlk olarak Feldispatın tarihlendirilme çalışması, Tallinn ‘ de bulunan Estonya Jeoloji Enstitüsünde Hütt et al. (1988) tarafından gerçekleştirilmiştir. Daha sonra bu çalışmalar Berger (1986) , Poolton ve Bailiff (1989), Wintle (1990), ve Duller (1996) tarafından sürdürülmüş ve geliştirilmiştir

Lüminesans olayları uyarıcı etkene göre adlandırılır. Şayet uyarma:

•                    Radyoaktif ışınlarla oluyorsa Radyolüminesans

•                    Katod ışınları ile oluyorsa Katodolüminesans

•                    Elektrik enerjisi ile gerçekleşiyorsa Elektrolüminesans

•                    Kristallerin kırılma ve parçalanması ile oluyorsa Tribolüminesans

•                    Bir fosfor veya organik molekülün kimyasal tepkimesi sonucu açığa çıkan enerjinin ışımasıyla oluyorsa Kemilüminesans

•                    Biyolojik maddelerin yaydığıışımayla oluyorsa Biyolüminesans

•                    Bir cismin yanması sırasında alev içindeki ışımayla oluyorsa Kandolüminesans

•                    Katılarıısıtarak uyarma yolu ile ortaya çıkan ışık yayılmasıyla oluyorsa Termolüminesans

•                    Işıkla oluyorsa Optik Uyarmalı Lüminesans adını alır.

Ayrıca lüminesans, uyarma zamanına göre de iki alt gruba ayrılabilir. Eğer lüminesans ışıması uyarmayla başlayıp uyarma zamanı olan 10^-8 saniye boyunca devam ederse floresans, uyarma kesildikten sonra  (10^-8 s’den sonra) lüminesans ışıması bir müddet daha devam ederse fosforesans adını alır

Lüminesans mekanizması için en önemli faktör elektronların enerji durumlarıdır. Tepkime kinetiği bakımından en basit durum, elektronun yüksek bir seviyeye uyarılması, ancak bağlı olduğu atom veya molekülü terk etmemesidir. Bu duruma, özellikle çözelti içindeki organik moleküllerde veya gaz fazında, bazen de kristallerdeki ışıma merkezlerinde rastlanır. Uyarma ve emisyon aynı atom veya molekülde, yani aynıışıma merkezinde olur. Birim zaman ve hacimde meydana gelen ışımalar, uyarılan elektronların derişimi ile orantılıdır. Uyarılan elektron bulunduğu yeri terk ederse ya serbest hale geçer (fotoiletkenlik) ya da herhangi bir tuzakla yakalanır. Elektron serbest hale geçtiğinde herhangi bir elektron boşluğu ile birleşebilir.

Herhangi bir kristal yapısında tuzaklanmış bu elektron miktarının ölçülmesi bize kristal yapıdaki tuzak derinliklerini ve o kristalin ne zamandan beri çevresel bir radyasyona maruz kaldığı hakkında bilgi verir.

Lüminesans ile tarihlendirme çalışmalarında numunenin yaşı, toplam dozun yıllık doza oranı ile bulunur

Lüminesans Yaşı = Eşdeğer Doz / Yıllık Doz

Yani, numunelerin lüminesans ile tarihlendirilmesi şu iki temel büyüklüğün ölçülmesine dayanır, bunlar:

1-Eşdeğer Doz 2-Yıllık Doz dur.