El método de datación de carbonatos por series de uranio se basa en el fraccionamiento elemental entre los elementos de las cadenas naturales de desintegración radiactiva, debido al distinto comportamiento (geo)químico del uranio y torio en el ambiente. Esta es precisamente la clave de los métodos de datación basados en los desequilibrios de las series de uranio.

El fraccionamiento se debe a que el uranio se encuentra en el ambiente principalmente en estado de oxidación U(VI) y es fácilmente solubilizado en medio acuoso como (UO2)2+ y otras especies de carbonatos de uranio. Por otro lado, el torio se encuentra  en el ambiente principalmente como Th4+, que es insoluble en agua en condiciones naturales y por lo tanto, solo es transportado a través de partículas o adsorbido en ellas. En consecuencia, el agua suele contener disuelto uranio pero no torio. Por lo tanto, al formarse los carbonatos secundarios, el Th no se incorpora inicialmente al nuevo material, originándose un desequilibrio inicial en las series U/Th. Debido al decaimiento natural del uranio, el equilibrio radiactivo tiende a restablecerse con el tiempo, desintegrándose uranio y formándose sus hijos, que a su vez participan en otros desequilibrios de la misma cadena de desintegración.

De esta manera, a través de la medida de las relaciones isotópicas entre las especies de las cadenas de desintegración y teniendo en cuenta que su tasa de decaimiento depende del tiempo de una manera bien conocida, se puede establecer el tiempo transcurrido desde la formación del material a datar.

En la práctica, nuestro método se basa en la separación y purificación del uranio y torio de los materiales a datar, mediante ataques ácidos y separaciones con resinas de intercambio iónico, y medidas precisas de las relaciones isotópicas de los elementos uranio y torio. Con ello, conseguimos obtener dataciones de hasta 500 mil años de antigüedad.