تستخدم النظائر المشعة في علم الجيولوجيا في عدة مجالات، وهي:
1- تاريخ الصخور: حيث يمكن استخدام النظائر المشعة لتحديد عمر الصخور وفترات تشكيلها.
2- تشكل الجيولوجيا الكونية: يستخدم العلماء النظائر المشعة في دراسة تشكل الكواكب الصخرية في النظام الشمسي.
3- موارد الطاقة: يتم استخدام النظائر المشعة في علم الجيولوجيا لتحديد مواقع وكميات النفط والغاز والأحجار الكريمة والمعادن الأخرى.
4- الأرض الحيوية: يمكن استخدام النظائر المشعة لدراسة حركة العناصر الكيميائية في الأرض الحية، وكذلك في البحث عن الآثار الأحيائية والأحافير.