La tephrochronologie repose sur l’utilisation des tephra (appelés aussi éjecta ou pyroclastes), des cendres expulsées dans les airs lors d’une éruption volcanique (nuée ardente). Ces particules extrêmement légères peuvent voyager dans les airs, portées par les courants, sur des centaines de kilomètres pour finir par se déposer sur le sol lors d’une averse.

La composition chimique des tephra est la signature d’un volcan et d’une éruption bien précise. La chronologie des éruptions volcaniques terrestres est aujourd’hui maîtrisée, notamment grâce aux carottes glaciaires. Plus on se situe loin de l’éruption, plus les tephra sont de petite taille, parfois microscopiques. L’examen d’une colonne de prélèvement devra se faire en laboratoire, seul moyen de s’assurer de la présence de tephra en dehors l’existence d’une couche de cendres bien nette. 

Cette méthode de datation est encore peu connue et peu utilisée mais son potentiel est énorme. En effet les tephra pouvant voyager sur des kilomètres et les volcans actifs étant bien répartis dans l’espace et dans le temps, toute la planète possède un réel potentiel de datation. Toutefois ce principe est généralement utilisé en complémentarité dans le cadre d’un programme pluri-disciplinaire beaucoup plus large car on ne peut déterminer à l’avance où l’on trouvera un horizon de tephra dans une stratigraphie.