La datation par thermoluminescence se fonde sur la capacité qu'ont certains minéraux à piéger des électrons issus de radiations cosmiques et à restituer cette énergie (sous forme de lumière) lorsqu'ils sont chauffés. Chaque chauffe remettant ainsi les compteurs à zéro, il est possible, en déterminant la dose annuelle de rayonnements reçue par l'objet et en mesurant la dose accumulée dans l'objet, de dater la dernière chauffe auquel il a été soumis. En archéologie, cette méthode peut s'appliquer aux céramiques (datation de la cuisson) ou aux pierres de foyer (dernière combustion) par exemple.