Quarz und Feldspat sowie einige andere Mineralien verfügen über die Eigenschaft, Energie aus radioaktiven Strahlungen zu speichern. Beim Erhitzen der Mineralien geben sie diese Energie in Form von Lichtimpulsen wieder ab. Die radioaktiven Strahlen werden von nahezu überall in der Erdrinde anzutreffenden Spuren der Uran-, Thorium-, Kalium- und Rubidiumisotope gebildet.

Ton, der zur Formung von Kunst- und Gebrauchsgegenständen verwendet wird, enthält in der Regel entsprechende Mineralien und radioaktive Isotope. Alle radioaktiven Energien, die der ungebrannte Ton in geologischer Zeit angesammelt und gespeichert hat, wird beim Brand des Objektes gelöscht. Nach der Abkühlung beginnt der Prozess der Energiespeicherung von neuem. Entsprechend kommt es zu einem jährlichen Zuwachs an gespeicherter Energie. Wird nun eine Probe aus dem zu prüfenden Gegenstand wieder erhitzt, korrespondieren die im Labor messbaren Impulse des ausstrahlenden Lichtes mit dem Zeitabstand zwischen der Beobachtung und dem letzten Brennzeitpunkt. Daraus ergeben sich die Grundlagen zur Altersbestimmung.

Die TL - Prüfung befasst sich mit drei Größen:
1. der so genannten archäologischen Energiegröße: - Ntl - , die, wie der Name schon sagt, die archäologische bzw. historische Alterung darstellt, also die Energiespeicherung seit dem letzten Brennvorgang.
2. der neutralen Energiegröße -ß oder Ntl+ß ( Alpha ) - derjenigen Energiemenge, welche dasselbe Material nach einer erneuten oder zusätzlichen Bestrahlung aus geeichter radioaktiver Quelle abgibt .
3. der Jahresgröße - JD - = Zufuhr an gespeicherter Energie pro Jahr.

Archäol. Energiegröße
-------------------------------- = Archäol. Dosis
Neutrale Energiegröße

Archäol. Dosis
-------------------------------- = Alter
Jahresgröße - JD -

Die archäologische/historische und die neutralen Energiegrößen sagen bereits etwas über den geprüften Gegenstand aus:

a) In dem Falle ,in welchem eine archäologische Energie, d.h. eine Alterung festgestellt werden kann, verläuft die neutrale Energiekurve in gewissen Bereichen (zwischen 280°-380° ) proportional zur archäologische Kurve.

b) Im Falle einer neuzeitlichen Kopie ergibt sich kein proportionaler Kurvenverlauf, da die archäologische/ historische Energie naturgemäß fehlt. Zur Bestimmung der "Jahresgröße" und damit des exakten Alters muss die objektspezifische Energieleistung der drei Strahlungsgrundtypen Alpha, Beta und Gamma bestimmt werden. An diesem Punkt, an welchem es in die Grundlagen der Kernphysik geht, scheitert bei Kunstobjekten sehr oft eine exakte Datierung. Die genaue Bestimmung der Gamma - Strahlungsenergie ist nur mit der Kenntnis der genauen geologischen Gegebenheiten am Fundort des zu prüfenden Objektes möglich. Da dies in aller Regel nicht mehr möglich ist, ergibt sich hieraus ein Unsicherheitsfaktor im Bereich von bis zu -20 % -35 % des zu bestimmenden Alters. Alpha- und Beta- Größen können aus der Materialprobe des Objektes gemessen werden. Von der genauen Bestimmung dieser Werte hängt die exakte Datierung ab. Eine relative Einschränkung dieser Unwägbarkeiten ist über Vergleichsmaterial aus gesicherten Fundstätten möglich. Die Verfügbarkeit einer Skala von Erfahrungswerten kann die verbleibende Beweislücke oftmals eingrenzen. Die interne Dosisleistung kann durch eine zusätzliche ICP/MS Analyse gegen einen zusätzlichen Kostenaufwand erstellt werden.