O objetivo deste trabalho é fornecer uma revisão detalhada dos princípios e aplicações do método de análise termocronológica por traços de fissão, como motivação para aperfeiçoar as análises termocronológicas aplicadas aos estudos geológicos realizados em laboratórios brasileiros. Em um nível inicial, os dados termocronológicos são usados para determinar a evolução térmica de uma amostra ao longo do tempo. Depois que uma história térmica é determinada, modelos térmicos numéricos ou analíticos ou simplesmente considerações geológicas podem ser usados para interpretar os processos responsáveis. Na prática, o conjunto de processos geológicos simulados neste tipo de modelo pode ser grande e abrange processos geomorfológicos, tectônicos, magmáticos e de evolução de bacias. Modelos térmicos podem ser usados ainda para simular processos de exumação. Para ilustrar a aplicação do método, é apresentado um estudo termocronológico realizado no Cinturão Dom Feliciano, o qual é parte do Escudo Sul-rio-grandense, situado no sudoeste do Gondwana, e compreende uma assembléia de rochas geradas durante o Arqueano, Paleoproterozóico e Neoproterozóico a Eopaleozóico. O estudo apresentado foi realizado em um conjunto de amostras de uma transecta ortogonal à parte central do orógeno para quantificar a época e intensidade dos eventos paleotermais.