238U, com uma meia-vida de cerca de 4,5 bilhões de anos, decai para 234U através da emissão de uma partícula alfa para o tório-234 (234Th), que é relativamente instável, com uma meia-vida de apenas 24 dias. 234Th then decays through beta particle emission to protactinium-234 (234Pa). Isto decai com uma semi-vida de 6,7 horas, novamente através da emissão de uma partícula beta, para 234U. este isótopo tem uma semi-vida de cerca de 245.000 anos. O próximo produto de decaimento, tório-230 (230), tem uma meia-vida de cerca de 75.000 anos e é usado na técnica de urânio-tório. Embora analiticamente mais simples, na prática 234U / 238U requer conhecimento da razão no momento em que o material em estudo foi formado e é geralmente usado apenas para amostras mais antigas que a ca. Limite superior de 450 mil anos da técnica 230Th / 238U. Para os materiais (principalmente carbonatos marinhos) aos quais estas condições se aplicam, continua a ser uma técnica superior.
ao contrário de outras técnicas de datação radiométrica, aqueles que usam a série de decaimento de urânio (exceto aqueles que usam os isótopos finais estáveis 206Pb e 207Pb) comparam as razões de dois isótopos radioativos instáveis. Isso complica os cálculos como os isótopos pai e filha decaem ao longo do tempo em outros isótopos.
Em teoria, o 234U/238U técnica pode ser útil para a datação de amostras de entre cerca de 10 000 e 2 milhões de anos Antes do Presente (BP), ou até cerca de oito vezes a meia-vida de 234U. Como tal, ele fornece um útil ponte em técnicas de datação radiométrica entre os intervalos de 230Th/238U (preciso até ca. 450.000 anos) e datação U-Pb (precisa até a idade do sistema solar, mas problemática em amostras com menos de 2 milhões de anos).