238U, con un’emivita di circa 4,5 miliardi di anni, decade a 234U attraverso l’emissione di una particella alfa a torio-234 (234Th), che è relativamente instabile con un’emivita di soli 24 giorni. 234th poi decade attraverso l’emissione di particelle beta a protattinio-234 (234Pa). Questo decade con un’emivita di 6,7 ore, sempre attraverso l’emissione di una particella beta, a 234U. Questo isotopo ha un’emivita di circa 245.000 anni. Il prodotto di decadimento successivo, torio-230 (230°), ha un’emivita di circa 75.000 anni e viene utilizzato nella tecnica uranio-torio. Sebbene analiticamente più semplice, in pratica 234U / 238U richiede la conoscenza del rapporto al momento in cui il materiale in studio è stato formato e viene generalmente utilizzato solo per campioni più vecchi del ca. 450.000 anni limite superiore della tecnica 230Th/238U. Per quei materiali (principalmente carbonati marini) per i quali si applicano queste condizioni, rimane una tecnica superiore.
A differenza di altre tecniche di datazione radiometrica, quelli che utilizzano la serie di decadimento dell’uranio (ad eccezione di quelli che utilizzano gli isotopi finali stabili 206Pb e 207Pb) confrontano i rapporti di due isotopi instabili radioattivi. Questo complica i calcoli come sia il genitore e figlia isotopi decadono nel tempo in altri isotopi.
In teoria, la tecnica 234U/238U può essere utile nella datazione di campioni tra circa 10.000 e 2 milioni di anni prima del presente (BP), o fino a circa otto volte l’emivita di 234U. Come tale, fornisce un utile ponte nelle tecniche di datazione radiometrica tra gli intervalli di 230Th/238U (accurate fino a ca. 450.000 anni) e datazione U–Pb (accurata fino all’età del sistema solare, ma problematica su campioni più giovani di circa 2 milioni di anni).