宇宙年齢に匹敵するほど長い半減期を持つ放射性元素を核時計として用い、古い世代の星における元素組成から宇宙・銀河・恒星などさまざまな天体の進化史を研究する学問分野。トリウム232（²³²Th; 半減期140.5億年）やウラン238（²³⁸U; 半減期44.68億年）などが用いられる。これらの元素の含有量が少ない星ほど古い星であると判定される。