Το ουράνιο-μόλυβδος είναι ένα από τα παλαιότερα και πιο εκλεπτυσμένα συστήματα ραδιομετρικής χρονολόγησης.
Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ένα εύρος ηλικιών από περίπου 1 εκατομμύριο χρόνια έως πάνω από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Η ακρίβεια κυμαίνεται μεταξύ 0,1-1%.
Η μέθοδος βασίζεται σε δύο ξεχωριστές αλυσίδες διάσπασης, τη σειρά ουρανίου από 238U σε 206Pb, με χρόνο ημιζωής 4,47 δισεκατομμύρια χρόνια και τη σειρά ακτινίου από 235U σε 207Pb, με χρόνο ημιζωής 704 εκατομμύρια χρόνια.
Η ύπαρξη δύο "παράλληλων" οδών διάσπασης ουρανίου-μολύβδου επιτρέπει διάφορες τεχνικές χρονολόγησης στο συνολικό σύστημα U-Pb.
Ο όρος "χρονολόγηση U-Pb" υπονοεί συνήθως τη συνδυασμένη χρήση και των δύο συστημάτων διάσπασης. Ωστόσο, η χρήση ενός μόνο σχήματος διάσπασης (συνήθως 238U σε 206Pb) οδηγεί στη μέθοδο ισόχρονης χρονολόγησης U-Pb, ανάλογη με τη μέθοδο χρονολόγησης ρουβιδίου-στροντίου.
Τέλος, οι ηλικίες μπορούν επίσης να προσδιοριστούν από το σύστημα U-Pb με την ανάλυση των λόγων ισοτόπων Pb και μόνο. Αυτό ονομάζεται μέθοδος χρονολόγησης με μόλυβδο-μόλυβδο. Ο Clair Cameron Patterson, ένας Αμερικανός γεωχημικός που πρωτοστάτησε στις μελέτες των ραδιομετρικών μεθόδων χρονολόγησης με ουράνιο-μόλυβδο, είναι διάσημος για το γεγονός ότι τη χρησιμοποίησε για να επιτύχει μία από τις πρώτες ακριβείς εκτιμήσεις της ηλικίας της Γης.