Datierung
Typologischer Vergleich
Da die Himmelsscheibe selbst keinerlei Gegenstück hat, dienten die Beifunde als erste Anhaltspunkte: Schwerter, Beile, Meißel und Armspiralen.
Einfache Armspiralen wie die von Nebra kennen wir aus zahlreichen Funden der Bronzezeit. Dieser Armschmuck war eine lange Zeit gebräuchlich und eignet sich deshalb nicht für eine genauere Zeitbestimmung. Die Beile dagegen gehören zur Gruppe der Beile mit Randleisten und einem schwachem Absatz in der Mitte - einer für das Ende der Frühbronzezeit um 1.600 vor Christus typischen Form im unteren Elbe- und Odergebiet. Knickrandmeißel wie der von Nebra sind ebenso charakteristische Typen dieser Zeit.
Die Schwerter von Nebra bilden nach ihrer Form eine Eigenschöpfung, eine Mischung aus südost- und nordeuropäischen Elementen, wie wir sie in einigen weniger kostbaren Waffen aus Deutschland zwischen 1.700 und 1.500 vor Christus kennen.
Naturwissenschaftliche Datierung
Mit Hilfe naturwissenschaftliche Methoden kann man zwischen moderner und alter Bronze – einer Legierung aus Kupfer und Zinn – unterscheiden. Diese Unterscheidung beruht darauf, dass das Kupfer wie die meisten Metalle nach ihrer Verhüttung schwach radioaktiv ist. Die Radioaktivität stammt von dem in der Natur vorkommenden radioaktiven Blei (210Pb) und kann noch etwa 100 Jahre nach der Verhüttung nachgewiesen werden. Die bronzene Himmelsscheibe enthält keine messbare Radioaktivität und muss demnach älter sein. Dafür sprechen auch die chemische Zusammensetzung des Metalls und die grobe, über sehr lange Zeit gewachsene Struktur der Korrosionsschicht.
In den Schwertgriffen von Nebra fanden sich Reste von Birkenrinde aus dem 16. bis 15. Jahrhundert vor Christus. Ihr Alter konnte mit Hilfe der Radiocarbonmessung (14C-Methode) recht genau bestimmt werden.