Im Mittelpunkt der Dendrochronologie steht die Auswertung von Jahrringen, deren Breiten vermessen und als Jahrringkurve eines Baumes dargestellt werden. Die Breite eines Jahrrings wird neben den allgemeinen Standortbedingungen (Bodengüte, Hangneigung, Höhe, Exposition etc.) vor allem durch klimatische Gegebenheiten (Länge der Vegetationszeit, Wasserhaushalt) bestimmt. Daher weisen die Kurven zweier zeitgleich und unter vergleichbaren Standortfaktoren gewachsener Bäume einer Art sehr ähnliche Verläufe auf. Auf dieser grundlegenden Tatsache basiert die Methode der Dendrochronologie.  

Zur Datierung werden die Kurven der zu bestimmenden Hölzer mit Jahrringsequenzen bekannten Alters verglichen und die Synchronlage ermittelt. Die Bewertung basiert dabei sowohl auf dem optischen Vergleich als auch auf der Auswertung statistischer Kenngrößen wie der Gleichläufigkeit, t-Werten (nach Hollstein und Baille-Pilcher) oder dem linearen Kreuzkorrelationskoeffizienten.  

Grundlage der Datierung sind Referenzkurven (Jahrringkalender), die für einzelne Regionen mit verschiedenen Klima- und Standortbedingungen erarbeitet wurden bzw. fortlaufend bearbeitet werden. Das Grundprinzip des Aufbaus eines Jahrringkalenders ist in folgender Abbildung dargestellt: Holzproben, deren Lebenszeiten sich überschneiden, werden aneinander gereiht und verzahnt. Ausgehend von rezenten Bäumen bekannten Alters werden dabei immer ältere Baumgenerationen (z. B. Hölzer aus alten Fachwerkhäusern oder von archäologischen Grabungen), deren jüngere Abschnitte sich mit dem älteren Ende der Kurve decken, zur Verlängerung herangezogen. Dieses Überbrückungsverfahren ermöglicht die Erstellung eines fortlaufenden Baum- oder Jahrringkalenders.