1894年,天文子家帕西瓦尔·罗威尔派遣A·E·道格拉斯前往亚利桑那州的旗杆镇，让他在那里建造一个天文台。为了建造天文台砍倒了不少树木，道格拉斯注意到这些树木的年轮宽度都很相似。身为天文学家，他观察到太阳黑子周期会影响气候变化，而气候和树木年轮宽度间存在着某种关联。另外，在一个指定区域内的所有树木都显示出了相同的年轮相对成长。(道格拉斯不是第一个研究年轮的人。在公元1500年左右，列奥纳多·达·芬奇就曾指出，树木的年轮数量和树木年龄是相对应的，年轮密度和气候干燥度也是相对应的。)
1904年，道格拉斯开始进行年轮(也称“生长轮”)的科学研究，或称树木年代学(dendrochronology，dendro即“树”的意思)。1914年，美国自然历史博物馆的克拉克·威斯勒前来与道格拉斯接触，想运用后者的年轮定时法来为美国西南部的美洲原住民遗址确定年代，这个项目很成功，并且延续了15年。除了用以研究气候变化模式和考古遗迹的年代外，树木年代学还被用来为冰川活动和火山喷发定年。
树干被水平横切时就会展示出年轮，每一圈年轮都标志着树木某一年的生活轨迹。这些年轮是最接近树皮的细胞中维管形成层新增长的结果。在生长季节的早期，细胞的细胞壁很薄，到了后期树木才会形成厚壁细胞。一道年轮是由早材初始至晚材末期之间形成的。
年轮代表着新增的维管组织，它们将水和营养物质从下往上运送到树叶中。在生长季，树木的导管张大，让更多的水通过，而在休眠季和旱季，新年轮的生长便减缓下来，收紧的导管说明运送的水分也减少了。决定树木生长的气候因素包括天气、降水、温度、植物营养、土壤活性，以及二氧化碳浓度。
