地質學家們往往透過在地層中找到那一時期最有代表性的地質記錄，來劃分地質年代。

要找到具有代表性的地質記錄，這就不得不提到英國地質學家威廉·史密斯，他在19世紀初提出了一條生物地層劃分、對比的法則——化石層序律。通俗地講，就是含有相同化石的地層，它們處於同一時代，不同時代的地層所含的化石不同"。利用這條規律，便可以確立地球的相對年齡。當然，並不是所有的化石都可以判斷地層的年齡，只有那些演化速度最快、水平分佈最廣的標準化石才可以劃分地質年代。除此以外，還可以透過放射性元素衰變即同位素年齡測定法來測定地層的絕對年齡。但是，影響同位素年齡測定的因素複雜多樣，所以，化石仍然是劃分地質年代的主要證據。

地質年代分為太古代、元古代、古生代、中生代、新生代共五個代。古生代又分寒武紀、奧陶紀、志留紀、泥盆紀、石炭紀、二疊紀6個紀；中生代分為三疊紀、侏羅紀、白噩紀3個紀；新生代分為古近紀、新近紀、第四紀3個紀。