Esihistoriallista aineistoa ajoitetaan monella tavoin. Yleisimmin arkeologiassa käytetään radiohiili- eli C14-ajoitusta.
Radiohiili- eli C14-ajoitus
Radiohiiliajoitus perustuu radioaktiiviseen hiileen, jota kaikessa elollisessa on vakiomäärä. Kun eläin tai kasvi kuolee, radioaktiivisuus alkaa vähentyä tunnetulla nopeudella. Kun lasketaan jäljellä olevan radioaktiivisen hiilen määrä, saadaan selville, milloin kasvi tai eläin on kuollut. Radiohiiliajoitus ei aina anna näytteen ikää kalenterivuosina, eli suoraan ajanlaskuumme sopivana. Saatu ajoitustulos voidaan muuttaa kalenterivuosiksi kalibroimalla.
Rannansiirtymiskronologia
Rannansiirtymiskronologia-ajoitus perustuu jääkauden jälkeiseen maankohoamiseen. Maan kohotessa ihmiset pyrkivät aina asumaan alemmas rantaviivan tuntumaan, ja näin vanhimmat asuinpaikat jäivät korkeimmalle merenpinnan tasosta laskien. Näin saadaan tietää kivikauden asuinpaikkojen ikäjärjestys, jossa vanhimmat asuinpaikat sijaitsevat korkeimmalla merenpinnasta.
Typologia
Perinteinen ajoitusmenetelmä on typologia, jossa esinetyypin muodon ja koristeaiheiden kehitystä seurataan ajan kuluessa. Jotkin esineet voidaan löytöyhteyden perusteella ajoittaa, ja muotoa ja koristelua seuraamalla tiedetään ajoitettua esinettä nuoremmat ja vanhemmat esineet.
Raha-ajoitus
Raha- ajoituksessa löytökokonaisuuden varhaisin ajankohta ajoitetaan nuorimman rahan lyöntivuoden mukaan.
Termoluminesenssi
Termoluminesenssiajoitusta käytetään mineraalimaata sisältäviin esineisiin, joita on joskus kuumennettu. Esine, esimerkiksi saviastianpala kuumennetaan uudelleen, ja vapautuvasta lämpösäteilystä voidaan mitata ensimmäisestä kuumentamisesta kulunut aika.
Dendrokronologinen ajoitus
Dendrokronologisessa ajoituksessa vertaillaan puiden vuosilustojen muodostamia sarjoja, joita Suomessa on tiedossa esihistoriallisen ajan lopulta lähtien. Vuosilustojen määrä ilmoittaa ajoitettavan kohteen iän.
Lustosaviajoitus
Lustosaviajoituksesssa tutkitaan soiden ja vesistöjen pohjiin vuosittain kertyneitä kerrostumia, joiden perusteella voidaan iätä alueen luonnonhistoriaa ja ihmisen vaikutusta siihen.