地球年齡到底有多老？ 這一問題曾長期困擾著人類。
中國古人認為天地起源於盤古開天闢地時，而「天地開闢，至魯哀公獲麟之歲（公元前481年），凡三百二十六萬七千年」，不知道2000多年前的古人是如何得出這一數字的，但是能上升到百萬年的級別著實讓人有些驚訝。
文藝復興後的歐洲人對地球年齡測定更是充滿熱忱。
17世紀，英國烏舍爾主教按《聖經》記載推算後認為地球是上帝於公元前4004年創建的，距今約6000年。
同時期，著名物理學家牛頓對地球年齡也進行了研究，當時已有研究認為地球初期是個炙熱的大鐵球，於是牛頓找人製作了一個直徑約2.54釐米（1英寸）的小鐵球，發現這個小鐵球從紅熱狀態冷卻到室溫要至少一個小時，他把這個數據換算成地球的大小後得出的結論是5萬年。
18世紀中葉英國著名科學家開爾文通過自己對溫度的研究，認為可通過從地球內核傳導到表層的方式來測定地球年齡，最終他得出的結論是約9800萬年。後來一位美國科學家指出，地球內部壓力非常大，散熱效率會不同，他修正後的結果是2400萬年。開爾文知道自己之前的計算誤差非常大，所以對此也沒有反對。
1854年，德國科學家赫爾姆霍茨根據對太陽能量的估算，認為地球年齡不會超過2500萬年，同時期的英國物理學家湯姆生也認為地球從早期熾熱狀態要冷卻到現在的狀態需要2000萬至4000萬年。
來自愛爾蘭的地理學家約翰·喬利提出通過測量海水含鹽量的方法來測量地球年齡，他假定地球誕生時海水都是淡水，隨後河流不斷把鹽分帶進海裡，日積月累海水變成了鹽水。他估算了全球所有河流的輸鹽量，然後再與現在海洋中的總鹽量進行了對比，最後得出地球年齡是約9000萬年。
19世紀後半葉，喬治·達爾文（著名生物學家查理·達爾文的兒子）試圖通過地月自轉速度變化來估算地球年齡，他假定月球是地球形成初期自轉速度非常快的時候被甩出去的，此後兩者的引力相互作用導致自轉減速，最終達到了現在這個相對較慢的自轉速度，根據這個理論他計算出來的地球年齡是5000萬—6000萬年。
上述早期探索得出的這些地球年齡數據五花八門，大小不一，它們要麼缺少科學依據，要麼雖然有一定的科學依據卻經不起嚴謹的科學推敲。地球年齡到底有多古老？依然沒有人可以給出一個科學的確切答案。
時間來到19世紀末期的1896年，有一天法國物理學家貝克勒爾正在用鈾礦粉做實驗，他無意間將一部分鈾粉末放在避光包裝的膠片旁，結果他驚訝地發現這些膠片全被曝光了，他斷定應該是鈾粉末放射出一種穿透力很強的射線，這些射線使膠片感光。在接下來的研究中他證明了鈾元素可以發生自然衰變。這一發現揭開了人類放射性元素研究的歷史，為接下來地球年齡的科學測定打開了大門。
古人常用鈾的化合物為瓷器著色，但鈾元素一直到1789年才由克拉普羅特發現。
自然界中鈾元素存在三種同位素：鈾-238（含量99.28%）、鈾-235（含量0.71%）、鈾-234（含量0.006%），其中鈾-235是自然界中至今唯一能夠發生可控裂變的同位素，主要用做核反應中的核燃料或用於製造核武器。
鈾元素可以發生自然衰變，其過程分為兩套獨立體系，一套體系從鈾-238開始經過14次連續衰變成為能穩定存在的鉛-206，鈾-234就是鈾-238衰變過程中的一個過渡產物；另一套體系從鈾-235開始經過11次連續衰變成為能穩定存在的鉛-207。
鈾-238的半衰期為44.7億年，1克鈾-238每隔44.7億年就會有0.5克衰變成鉛-206，再過44.7億年剩下的0.5克又會有一半衰變成鉛-206。鈾-235的半衰期為7.04億年，原理類似。鈾-234是鈾-238衰變鏈條中的一環，它的半衰期為24.5萬年。這種衰變過程是時刻持續進行的，衰變速率恆定。
由於自然界巖石中的鉛-206及鉛-207隻能由放射性成因產生，因此理論上只要選出一塊含鈾的巖石，測出其中對應的鈾和鉛的含量比例，就可以通過計算得出該巖石或礦物形成的年齡。
可能一些小夥伴會問這樣測出的年齡精度有多高？事實上科學家們為了提高測年精度做了很多工作。
首先在測年對象上選擇了鋯石，這種礦物外形類似鑽石，廣泛存在於自然界各類巖石中，結構穩定，硬度大，封閉溫度高達900℃，不宜被後期破壞，鈾等放射性元素含量高，非放射性成因的鉛含量極低，是測年的理想選擇。
其次對鈾-238和鈾-235兩套衰變體系均進行年齡測定，最後兩套年齡組合形成一條諧和線以檢測年齡的可靠性。目前鈾-鉛測年法是準確度最高的一種測年方式，可測定距今100萬到45億年前的物體，固定精確度大約是測定範圍的0.1%-1%。
鈾-鉛測年法提出後，一些科學家對部分巖石樣品進行了測年嘗試，測出了從幾百萬年至數億年不等的年齡數據，證明這種方法是可行的。
但在著手測定地球年齡時卻出現了一個新問題，測定地球年齡需要極其古老的巖石，其古老程度要幾乎與地球一樣，可是由於後期地質活動的破壞，真正古老的巖石物質分布極少，很難找到，偌大的地球去哪兒尋找它們呢？這一問題再次給地球測年工作帶來了困擾。
1946年，芝加哥大學的科學家哈裡森·布朗發明了一種統計火成巖裡鉛同位素的新方法，然後把它交給克萊爾·彼得森作為畢業論文項目，並告訴他用這種新方法去測量地球年齡將會很容易。接下來的日子裡這位年輕人每天都在實驗室埋頭苦幹，仔細選擇那些被認為是古老巖石的樣品年齡，但依然受困於巖石樣品問題。
直到有一天他突然靈光一閃，直接繞開了地球巖石，把注意力放到了外來的隕石上面了。許多隕石都是太陽系形成初期保留下來的，因此多少都保留著原始的內部化學結構，只要測定了這些隕石的年代，也就基本測定了地球的年齡。後來證明他的這一設想是正確的。
早期的實驗過程中，他發現測量巖石中的鉛元素含量時總是受到空氣裡鉛的汙染，於是他又建立了世界上第一個無菌實驗室，並對布朗提供的測量方法進行了部分改進。萬事俱備，接下來便開始搜集可用於測試的隕石樣品，但這同樣是一件艱難的工作。
1953年的春天，克萊爾·彼得森終於搜集到了可用於最後測試的隕石樣品，並將其送到伊利諾州的阿岡尼國家實驗室，用新型的儀器對樣品進行了測試。他的辛勤付出得到了回報，不久之後在威斯康星州的一次會議上，彼得森正式宣布地球的確切年齡為45.5±0.7億年，這一數值沿用至今。此時距離他接手這項工作已經過去了整整7年。
有意思的是在實驗過程中他還發現了空氣中嚴重的鉛汙染問題並對其進行研究，這一發現最後直接促使各國政府建立了對汽車工業汙染控制的標準，這已是後話。
目前最新的科學研究表明，太陽系中的行星體大體上是在同一時間形成的，隕石多是小行星破裂的碎塊，地球化學的研究進一步證明所有隕石與地球是大體同一時間形成的。不同方法對各類隕石的測定顯示，其年齡值主要落在45.4億-45.7億年之間。月球表面上最古老的巖石年齡測定為45.2億-46.0億年，粉塵的年齡也達46億年，因此45.5億年成為了科學界公認的地球年齡。