形成因素
樹木伐倒後，在樹墩上可以看到有許多同心圓環， 植物學上稱為年輪。年輪是樹木在生長過程中受季節影響形成的，一年產生一輪。每年春季，氣候溫和，雨量充沛， 樹木生長很快，形成的細胞體積大，數量多，細胞壁較薄，材質疏鬆，顏色較淺，稱為早材或春材；而在秋季，氣溫漸涼，雨量稀少，樹木生長緩慢，形成的細胞體積小，數量少，細胞壁較厚，材質緊密，顏色較深，稱為晚材或秋材。同一年的春材和秋材合稱為年輪。第一年的秋材和第二年的春材之間，界限分明，成為年輪線，表明材木每年生長交替的轉折點。因此從主幹基部年輪的數目，就可以了解這棵樹的年齡。
樹木的年輪的產生，是因為樹木在春天到夏天這段時間內，樹皮內形成層的細胞快速地增加；秋天到冬天這段時間內，細胞增加減慢。所以，植物在春夏之間成長的部分比較柔軟，而且較寬厚；在秋冬之間生長的部分較窄而硬。隨著樹木一年年地長粗，也就這樣形成了年輪。
蘊涵信息
生長在溫帶地區和有雨季、旱季交替的熱帶地區的樹木才有年輪，而生長在四季氣候變化不大的地區的樹木則 年輪不明顯。在樹木的年輪上，蘊含著大量的氣候、天文、 醫學和環境等方面的歷史信息。同時，在歷史考古、林業研究、地質和公安破案等方面，年輪也起著重要的作用。
歷史學上，常用年輪推算某些歷史事件發生的具體年代。如在浩瀚的大海里，有歷代沉沒的大小船隻，根據木船的花紋（年輪）可確定造船的樹種；根據材質腐蝕狀況確定沉船遇難的時代，及與該時代有關的某些歷史事件。
並且因為我國在北半球，日照偏南方的緣故，樹木的年輪往往是"南疏北密"的現象，因此在野外，樹木的年輪也成為我們辨別方向的方式之一。
日本科學家在對一遺址的兩 棵老雪松進行碳14檢測後，發現其曾在公元8世紀末，遭到神秘宇宙輻射能量的衝擊。774年至775年間的碳14含量，比其他年間的年輪多1.2%；按這 樣的碳濃度推算，當時環境的高輻射物質含量更是驚人。即使在太陽耀斑大噴發周期內產生的能量，也遠低於此次宇宙輻射衝擊所帶來的能量。此外，同期亦沒有超 新星誕生的記載，因此科學家目前仍無法推斷出到底是什麼原因，造成了當時的神秘宇宙輻射事件。
氣候測試
氣象學上，可通過年輪的寬窄了解各年的氣候狀況，利用年輪上的信息可推測出幾千年來的氣候變遷情況。年輪寬表示那年光照充足，風調雨順；若年輪較窄，則表示那年溫度低、雨量少，氣候惡劣。如果某地氣候優劣有過一定的周期性，反映在年輪上也會出現相應的寬窄周期性變化。
美國科學家根據對年輪的研究，發現美國西部草原每隔11年發生一次乾旱，並套用這一規律正確地預報了1976年的大旱。中國氣象工作者對祁連山區的一棵古圓柏樹的年輪進行了研究，並對不同的生長階段予以科學的訂正，推算出中國近千年來的氣候以寒冷為主，17世紀20年代到19世紀70年代是近乾年來最長的寒冷時期，一共持續250年。
環境測試
在環境科學方面，年輪可以幫助人們了解污染的歷史。 德國科學家用光譜法對費蘭肯等3個地區的樹木年輪進行研究，掌握了近120～160年間這些地區鉛、鋅、錳等金屬元素的污染情況，經過對不同時代的污染程度的對比，找到了環境污染的主要原因。
在醫學上，年輪對探討地方病的成因有一定的作用。如在黑龍江和山東省一些克山病發病地區，發病率高的年份的樹木年輪中的鉑含量低於正常年份。這與目前地球化學病因的研究結果非常一致。
森林資源調查中，依據年輪的寬窄來了解林木過去幾年的生長情況，預測未來的生長動態，為制訂林業規劃、確定合理採伐量、採取不同的經營措施提供科學依據。
近年來，美國又將年輪引入地震的研究中。他們認為，地震造成地面移動傾斜後，年輪上留下了樹幹力圖保證筆直生長所做出努力的痕跡；又如根系橫越斷層或位於斷裂附近，由於生長受到阻礙，該年形成的年輪就比較小。依此可以了解到當時地震的時間和強度，並能揭示地震史及周期，從而可以開展地震的預測預報。
年輪測定
年輪記錄了大自然千變萬化的痕跡，是一種極珍貴的科學資料，這一點已為人們所公認。為了觀察年輪，人們可以用一種專用的鑽具，從樹皮宜鑽入樹心，然後取出一 薄片來，上面就有全部的年輪。這樣不用砍倒樹木，就可以知道樹木的年齡，從而為科學家提供了研究的材料。
日本已研製出一種觀察年輪的新方法——CT掃描法。這種方法不但可用來觀察樹木的生長情況，而且還可以對古代建築和雕刻等木材的內部狀況了如指掌。
