La datation par la thermoluminescence, dite TL, repose sur deux principes: la physique cristalline et les propriétés de certains cristaux de stocker des énergies, et la radioactivité. L’énergie stockée proportionnellement au temps dans les minéraux cristallins provient de différentes sources rayonnements, internes et externes. La thermoluminescence va permettre la libération de ces énergies sous la forme d’une énergie lumineuse mesurable par stimulation thermique.

Le stockage de ces énergies intervient lors d’une forte élévation de la température (supérieure à 500°C). Les électrons sont alors piégés dans la structure cristalline. La thermoluminescence va permettre de dater cet évènement, ce piégeage des électrons en les libérant par stimulation thermique. L’énergie alors dégagée est mesurée et une règle de proportionnalité est appliquée pour déterminer la date du fait marquant, soit l’instant où le matériel a subi une chauffe importante.

La thermoluminescence s’applique donc aux matériaux ayant subi une forte chauffe: foyers, céramiques, matériaux de construction, coulées volcaniques, silex brûlés, etc. Elle peut être utilisée pour dater un évènement, un objet mais aussi faire partie d’un programme pluri-disciplinaire beaucoup plus large et participer au re-cadrage chronologique des données acquises.