热年代学（英语：Thermochronology）是研究一个区域的热演化历史。利用放射性定年法及子体的封闭温度，来测定一序列标本的年代及其相对温度。
一般热年代学的需要研从一个区域采取不同地点的多样岩石样本。例如从陡峭峡谷、悬崖面或斜坡的断面上，采取一系列样本。 然后鉴定其矿物中的放射性子体达到封闭温度的深度和时间。根据这些资料，就可推算该岩石的构造演变历史。
裂变径迹年代测定是用于热年代学最常见的放射性定年法。利用的矿物包括锆石、磷灰石、钛铁矿、天然玻璃和其他富含铀的矿物。 其他定年法包括在磷灰石中的钾-氩.和氩-氩的定年法，以及在锆石和磷灰石的(铀-钍)/ 氦定年法。
放射性定年法是最通用的确定岩石年龄的方法。 在封闭系统中，样品中的同位素数量是时间和矿物衰变率的直接函数。 因此找出矿物中的子同位素与剩余母同位素的比率。 根据衰变常数，就可样品确定年龄。
但用于热年代学的同位素，其子母同位素比率不但和时间有关，也受热历史影响。 在高温下，岩石会是处于开放系统中，衰变产物的子同位素会从矿物中扩散而遗失。只有在低温下，子同位素才能在矿物中保存，如同岩石是在一个封闭系统。 系统之间可根据温度而转换，但不是瞬间的。 其转换温度为封闭温度。每种矿物的封闭温度均不同。 封闭温度也受晶粒尺寸和形状、冷却速率和化学成分而变。
根据年代和温度资料，对一个地区的地质构造、造山带的抬升，热液矿床甚至陨石等，都可以提供研究资料。并有助于了解地球的历史及其热演化 。
例如(铀-钍)/ 氦热年代学是研究新生代山体的隆升时 间 和 隆 升 速 率 或 剥 露 速 率 最 常 用 的 一 种 方 法。通常，岩石在深度的埋藏下，因为地温高。而矿物中氦会扩散丢失，当构造活动逐渐抬升岩石时，温度也逐渐降低。直到温度降低到矿物中氦的封闭温度时，氦才能保存，这时矿物的(铀-钍)/ 氦年龄开始计时。每个岩石的(铀-钍)/ 氦年龄，就代表它被抬升到封闭温度时的深度。一个地区的一系列样品，也记录了它们分别离开封闭温度的时间，因此 也间接地记录了它们运动的速率 。
