研究岩层形成的年代顺序及测定其年龄值的学科。地史学的一个分支。它与地层学、古生物学、构造地质学、矿物学、地球化学等密切相关。对地质年代学的研究可制定更准确的地质年表。地质年代学包括相对地质年代学和同位素地质年代学两大分支。
相对地质年代学的研究对象，包括地层、岩石、古生物和古地磁。依据地层层序律，先形成的岩层位于下面，后形成的岩层位于上面，这可判定岩层形成的早晚；一些具有特殊性岩石或矿产的岩层 ，可作为确定相对地质年代的标志，如条带状磁铁石英岩只形成于太古宙至元古宙；生物地层法是利用化石来鉴定地层时代 ， 生物界的演化由简单到复杂，由低级到高级，具有不可逆性和阶段性，在同一时期，生物界大体具有全球一致性，因此，化石是确定相对地质年代的重要手段；古地磁法是利用地磁极性正常和倒转的交替，编制地磁极性年代表，可确定相对地质年代。
同位素地质年代学，又称绝对地质年代学。当岩浆冷凝，矿物、岩石结晶或重结晶时，放射性元素以某些形式进入矿物或岩石，在封闭体系中，放射性母体或子体同位素持续衰变和积累。只要准确地测定矿物和岩石中放射性母体和子体的含量，即可根据放射性衰变定律计算出岩石和矿物的年龄。
