Изучение взаимных отношений геологических образований приводит к установлению понятия об их возрасте. В свою очередь, знание возраста дает возможность сравнивать между собой геологические памятники различных местностей, характера и способа происхождения, расположить их в определенном хронологическом порядке и восстановить шаг за шагом историю земли. Вместе с тем, принимая во внимание, что большинство полезных ископаемых или на всем земном шаре, или в известных районах приурочено к образованиям какой-либо определенной геологической эпохи, знание геологического возраста пород представляет и существенное практическое значение при поисках полезных ископаемых. Но так как многочисленные попытки определения абсолютного возраста как всей вообще земли, так и отдельных геологических памятников до сих пор еще не привели к удовлетворительным результатам, то в геологии довольствуются определением относительного возраста геологических образований, т. е. стараются установить не время и продолжительность их происхождения, но последовательность во времени или одновременность. Задача эта не могла бы представить особых затруднений, если бы образования одновременные облекали непрерывно весь земной шар наподобие перьев луковицы и имели бы к тому же одинаковый литологический характер. На самом деле как в настоящее время, так и в предшествовавшие геологические эпохи отложение осадков или выступание пород изверженных происходит лишь на некоторой незначительной части земной поверхности, и притом осадки одновременные бывают весьма различны, смотря по месту и условиям образования. Поэтому определение относительного возраста как геологических образований, так вообще геологических событий требует особых специальных приемов.

При определении возраста слоистых пород, находящихся в нормальных условиях залегания, т. е. в том случае, когда первоначальное горизонтальное или слабо наклонное положение слоев не нарушено последующими геологическими процессами, в каждом данном месте слои, ниже лежащие, считаются древнее вышележащих. Наблюдая на сравнительно небольших расстояниях породы одинакового литологического состава, делают заключение об их одновременности. Такое заключение приобретает особенную точность в том случае, когда доказано, что подстилаются и прикрываются они породами соответственно одинаковыми. Часто на основании этого петрографического способа можно доказать одновременность пород весьма различных по составу, если есть возможность проследить постепенное изменение слоя в его горизонтальном распространении. Петрографический метод, удобный тем, что применим к определению возраста всех вообще пород, дает, однако, точные результаты лишь для сравнительно небольших районов. Несравненно более широкое применение имеет метод палеонтологический. Слоистые породы нередко заключают в себе окаменелости — остатки организмов, существовавших в эпоху отложения осадков. Исходя из того предположения, что развитие органической жизни шло одним и тем же порядком и проходило одновременно через те же главнейшие фазы на всей земной поверхности, принимают условно, что отложения, содержащие в себе остатки одинаковой или по крайней мере сходной флоры и фауны, образовались в одну и ту же эпоху, т. е. имеют одинаковый геологический возраст, и, в свою очередь, осадки с фауной более низшего типа древнее осадков с фауной более высокоорганизованной.

Наконец, для определения возраста изверженных горных пород, также рудных жил, штоков (см. эти слова), к которым вышеуказанные методы неприменимы, — существуют особые специальные приемы. Приемы эти сводятся к тому, чтобы доказать одновременность их образования с какими-нибудь определенными слоистыми отложениями.