1894年,天文子家帕西瓦爾·羅威爾派遣A·E·道格拉斯前往亞利桑那州的旗桿鎮(zhèn)，讓他在那里建造一個(gè)天文臺(tái)。為了建造天文臺(tái)砍倒了不少樹(shù)木，道格拉斯注意到這些樹(shù)木的年輪寬度都很相似。身為天文學(xué)家，他觀察到太陽(yáng)黑子周期會(huì)影響氣候變化，而氣候和樹(shù)木年輪寬度間存在著某種關(guān)聯(lián)。另外，在一個(gè)指定區(qū)域內(nèi)的所有樹(shù)木都顯示出了相同的年輪相對(duì)成長(zhǎng)。(道格拉斯不是第一個(gè)研究年輪的人。在公元1500年左右，列奧納多·達(dá)·芬奇就曾指出，樹(shù)木的年輪數(shù)量和樹(shù)木年齡是相對(duì)應(yīng)的，年輪密度和氣候干燥度也是相對(duì)應(yīng)的。)

1904年，道格拉斯開(kāi)始進(jìn)行年輪(也稱“生長(zhǎng)輪”)的科學(xué)研究，或稱樹(shù)木年代學(xué)(dendrochronology，dendro即“樹(shù)”的意思)。1914年，美國(guó)自然歷史博物館的克拉克·威斯勒前來(lái)與道格拉斯接觸，想運(yùn)用后者的年輪定時(shí)法來(lái)為美國(guó)西南部的美洲原住民遺址確定年代，這個(gè)項(xiàng)目很成功，并且延續(xù)了15年。除了用以研究氣候變化模式和考古遺跡的年代外，樹(shù)木年代學(xué)還被用來(lái)為冰川活動(dòng)和火山噴發(fā)定年。

樹(shù)干被水平橫切時(shí)就會(huì)展示出年輪，每一圈年輪都標(biāo)志著樹(shù)木某一年的生活軌跡。這些年輪是最接近樹(shù)皮的細(xì)胞中維管形成層新增長(zhǎng)的結(jié)果。在生長(zhǎng)季節(jié)的早期，細(xì)胞的細(xì)胞壁很薄，到了后期樹(shù)木才會(huì)形成厚壁細(xì)胞。一道年輪是由早材初始至晚材末期之間形成的。

年輪代表著新增的維管組織，它們將水和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)從下往上運(yùn)送到樹(shù)葉中。在生長(zhǎng)季，樹(shù)木的導(dǎo)管張大，讓更多的水通過(guò)，而在休眠季和旱季，新年輪的生長(zhǎng)便減緩下來(lái)，收緊的導(dǎo)管說(shuō)明運(yùn)送的水分也減少了。決定樹(shù)木生長(zhǎng)的氣候因素包括天氣、降水、溫度、植物營(yíng)養(yǎng)、土壤活性，以及二氧化碳濃度。