Die Uran-Thorium-Datierung, auch uranium-series dating oder Uran-Thorium-Untersuchung, ist eine spezielle Form der radiometrischen Datierung. Sie basiert auf dem radioaktiven Zerfall von Uran-Isotopen, die sich beim Zerfall in Thorium (230Th) umwandeln. Während das Ausgangsmaterial wasserlöslich ist, ist es das Endprodukt nicht. So kann z. B. in Wasser gelöstes 238U und 235U in Höhlen eindringen und dort in Sinterablagerungen oder Stalagmiten gebunden werden, die zum Zeitpunkt ihrer Bildung keine Uran-Zerfallsprodukte enthalten. Die radioaktive Uhr beginnt zu laufen, und durch Messung der Ausgangs- und Zerfallsisotope kann das Alter der Kalkbildung bestimmt werden.
Mit dieser Datierungsmethode lassen sich Proben auf bis etwas über 500.000 Jahre bestimmen.