相对年代
相对年代的测定是通过沉积岩层的层序、原始构造、不整合、穿插构造（cross -cutting- structures)和陨石坑来确定的。
（1）层序
新的岩层沉积在较老的岩层之上。因此，如果它们没有被褶皱或断层扰乱的话，岩层的相对年代可以由它们在层序中的位置确定。
（2）原生构造
原生构造是在岩石沉积时形成的，有些可以用来确定相对年代。它们包括交错层理、粒级层、波痕、化石和枕状熔岩等。交错层理可以由风或地下水流所形成，交错层理的角度可以从水平到40°。侵蚀作用可削平这些层的顶部，使之呈截顶状。但交错层理的底层一般平行于层的底面。这样，交错层截顶面与其上交错层切线的相对位置，可用来建立某一沉积岩系的相对年代。而且交错层的凹面一般面向新层（顶部）。在粒级层中，从一个单层的底到顶，其粒级出现由粗到细的变化。粒级层是由间歇性的海底底流形成，最常见的是由浊流而成。浊流是携带沉积物的高密度水体。水流沿斜坡急速奔流而下，当水流变缓时，粗粒物质首先沉积，小的颗粒依次沉积。因此，在一个层中的粒级向顶面逐渐变小。
（3）不整合
在很多沉积岩序列里 ， 不是所有的原始沉积物都能保存下来。上升可以形成侵蚀面，然后又被新沉积物所覆盖，这种埋藏的侵蚀面称为不整合（unconformity）。可以用它来确定地层的相对年代。主要的不整合有非整合（nonconformity）、角度不整合（angular unconformity）、 平行不整合（disconformity）和小间断（diastems）。非整合是指沉积岩覆盖在较老的变质岩或深成火成岩之上。角度不整合将年轻的、变形较轻的沉积岩同倾斜或褶皱的沉积岩分开，不整合面上、下两层之间有一角度差异。平行不整合是基本上互相平行的岩层之间有起伏不平的埋藏侵蚀面。如果化石证明两岩层在时代上有明显差别，则可判定在该两层之间曾有间断发生。沉积作用的这种短期间隔，称为小间断或沉积间断。
（4）穿插结构
穿插火成侵入岩（如岩脉、岩株和岩基）总是比被它们所侵入的最新岩层还要年轻，而比不整合覆盖在它上面的最老岩层要老。如果两个侵入岩接触 ， 火成侵入岩的相对时代由穿插关系也可确定，一般是年轻的侵入岩脉穿过较老的侵入岩。若岩层沿断层发生了位移 ，其移动的相对时间也可以确定。断层的最后位移必然是出现在因断层而错位的最新岩层沉积之后，又在不整合覆盖断层的最老岩层沉积之前。
同样，岩系褶皱的时代总是要比受褶皱的最年轻岩层晚，而比未褶皱的、盖在上面的最老岩层早。一个岩系变质的时代总是比变质的最年轻岩层要晚，而比覆盖在上面未遭受变质的最老岩层要早。
（5）生物层序律
生物的演变是从简单到复杂，从低级到高级，不断进化和发展的。因此，一般说来，地层年代越新其中含生物就越进步、越复杂。另一方面，不同时期的地层中含有不同类型的化石及其组合，而相同时期且在相同地理环境下所形成的地层，不论相距多远都含有相同化石或化石组合。
根据生物组合面貌可以反推地层的大概年龄，经过长年研究，古生物学家筛选出一系列化石或化石组合作为标准化石，用之确定地层时代，如笔石类常作为奥陶、志留纪的标准化石。
沉积岩中的碳酸钙浓度，在年代上表现出了明显的周期性。
