生長在雨季和旱季交替的溫帶和熱帶地區的樹木有年輪，而生長在四季氣候變化不大的地區的樹木沒有明顯的年輪。樹木年輪包含了大量關於氣候、天文、醫學和環境的歷史信息。同時，樹木年輪在歷史考古、林業研究、地質學和公安破案中也發揮著重要作用。
在歷史上，樹木年輪常被用來推算某些歷史事件的具體年代。比如茫茫大海中，有歷代沈沒的大小船只，造船的樹種可以根據木船的花紋(年輪)來確定；根據材料的腐蝕情況，確定沈船的年代以及與這個年代有關的壹些歷史事件。
在氣象學中，我們可以通過年輪的寬度來了解每壹年的氣候情況，利用年輪上的信息可以推斷出幾千年的氣候變化。年輪的寬度表明當年陽光充足，天氣良好；如果年輪窄，說明當年氣溫低，雨量少，氣候惡劣。如果某地的氣候已經有了壹定的周期性，那麽在年輪中也會表現出相應的寬度和寬度的周期性變化。美國科學家通過對樹木年輪的研究，發現美國西部草原每11年發生壹次幹旱，並應用這壹規律正確預測了1976年的幹旱。中國氣象學家研究了祁連山壹棵古柏的年輪，並在不同的生長階段進行了科學校正。據估計，中國近千年的氣候以寒冷為主，17年的20世紀20年代到19年的70年代是近年來幹旱年份中最長的寒冷期，持續了250年。
在環境科學中，樹木年輪可以幫助人們了解汙染的歷史。德國科學家用光譜學方法研究了弗蘭肯等三個地區的樹木年輪，摸清了這些地區近120 ~ 160年鉛、鋅、錳等金屬元素的汙染情況。通過比較不同時期的汙染程度，找出了環境汙染的主要原因。
在醫學上，樹木年輪對探索地方病的病因有壹定的作用。如黑龍江、山東等壹些克山病發生的地區，高發年樹木年輪中的鉑含量低於正常年。這與目前地球化學病因學的研究結果非常壹致。
在森林資源調查中，可以根據樹木年輪的寬度了解樹木在過去幾年的生長情況，預測未來的生長動態，為制定林業規劃、確定合理的采伐量和采取不同的經營措施提供科學依據。
近年來，美國將樹木年輪引入地震研究。他們認為，地震導致地面移動傾斜後，樹木年輪留下了樹幹為保證筆直生長所做努力的痕跡；又如根系穿過斷層或位於斷層附近。因為生長受阻，當年形成的年輪比較小。據此可以知道當時地震發生的時間和強度，揭示地震的歷史和時期，從而進行地震預報。
人們已經認識到，樹木年輪記錄著大自然千變萬化的痕跡，是極其珍貴的科學資料。為了觀察年輪，人們可以用壹種特殊的鉆孔工具從樹皮上鉆入樹芯，然後取出壹片薄薄的，上面有所有年輪的薄片。這樣不用砍樹就能知道樹的年齡，從而為科學家提供研究材料。近年來，日本開發了壹種觀察樹木年輪的新方法——CT掃描。這種方法不僅可以觀察樹木的生長情況，還可以了解古建築和雕刻的內部情況。