Căn cứ vào hoá thạch trong các lớp đất đá có thể suy ra lịch sử phát sinh, phát triển và diệt vong của sinh vật.
- Để xác định tuổi tương đối của lớp đất đá cũng như hóa thạch chứa trong đó, người ta thường căn cứ vào thời gian lắng đọng của các lớp trầm tích phủ lên nhau theo thứ tự từ nông tới sâu. Lớp càng sâu có tuổi cổ hơn, nhiều hơn so với lớp nông -> phương pháp địa tầng học
- Để xác định tuổi tuyệt đối người ta thường sử dụng phương pháp đồng vị phóng xạ, căn cứ vào thời gian bán rã của một số chất đồng vị phóng xạ nào đó có trong hóa thạch.
- Đối với hóa thạch tương đối mới người ta dùng cacbon 14 để xác định tuổi.
- Đối với các hóa thạch cổ xưa, có tuổi hàng trăm triệu hoặc hàng tỉ năm, người ta dùng urani 238 để xác định.