Las escalas de tiempo geológicas más tempranas simplemente usaban el orden de rocas establecidas en una secuencia de rocas sedimentarias (estrato) con la más antigua en la parte inferior. Sin embargo, una herramienta más poderosa fueron los restos fosilizados de animales y plantas antiguos dentro de los estratos rocosos. Después de la publicación de Charles Darwin El origen de las especies (el propio Darwin también era geólogo) en 1859, los geólogos se dieron cuenta de que los fósiles particulares estaban restringidos a capas particulares de roca. Esto creó la primera escala de tiempo geológico generalizada.
Una vez que las formaciones y las secuencias estratigráficas se cartografiaron en todo el mundo, las secuencias podían compararse a partir de las sucesiones faunísticas. Estas secuencias se aplican desde el comienzo del período cámbrico, que contiene la primera evidencia de macrofósiles. Conjuntos fósiles formaciones de huellas dactilares, a pesar de que algunas especies pueden variar a través de varias formaciones diferentes. Esta característica permitió a William Smith (un ingeniero y agrimensor que trabajó en las minas de carbón de Inglaterra a finales de 1700) ordenar los fósiles que comenzó a recolectar en el sudeste de Inglaterra en 1793. Señaló que las diferentes formaciones contenían diferentes fósiles y podía mapear una formación de otra por las diferencias en los fósiles. A medida que cartografiaba el sur de Inglaterra, trazó una sucesión estratigráfica de rocas, aunque aparecían en diferentes lugares a diferentes niveles.
Al comparar fósiles similares en diferentes regiones del mundo, se construyeron correlaciones a lo largo de muchos años. Solo cuando se desarrollaron isótopos radiactivos a principios de 1900, las correlaciones estratigráficas se volvieron menos importantes, ya que las rocas ígneas y metamórficas pudieron datarse por primera vez.