（1）岩石地层学方法据第四纪地层的岩石学特征把第四纪堆积物划分为代表一定时间的岩石地层单位，并把它们按时间顺序排列起来，形成一种岩石地层顺序，是一种直观、实用的方法。与古、中生代地层不同，第四纪陆相地层（不连续、时间上互相超覆）所占比重较大，决定了该方法使用的局限性，即只能在局部地区内对比。
（2）生物地层学方法根据堆积物中所含生物残骸的鉴定，划分为一些生物地层单位，并按时间把它们排列成为生物地层顺序。即利用生物发展的不可逆性，判别地层新老关系，同时根据第四纪地层中生物共生组合，如大熊猫―剑齿象动物群来划分与对比地层，建立生物地层层序。
（3）年代地层学方法（最可靠的）根据第四纪堆积物及其所含生物残骸的同位素年龄资料，按年龄关系划分成为一些时间（地质年龄）地层单位，并建立起一种地层顺序的方法。由于它不涉及具体岩性，有利于洲际间的地层对比，由于这种资料依赖于测年资料（同位素法），测年的精度直接影响到对比的精度。
（4）地貌学方法由于第四纪堆积物与由其所组成的堆积地形（地貌）是同年龄的，不同地貌部位，第四纪堆积物不同。只有运用地形形成的阶段或年龄，将第四纪堆积物划分为一些地貌地层单位，并将它们按时间顺序排列起来。该方法对层状地貌如夷平面、剥夷面、阶地及层状溶洞的研究在区域地层对比中十分有用。
（5）气候地层学方法冷暖交替是第四纪气候的主要特点，根据这一特点，将第四纪地层划分成一系列的暖期地层单位和冷期地层单位，在区域性地层划分和对比中非常实用。
（6）构造方法利用第四纪地层中的不整合面和侵蚀面作为第四纪地层划分标志。
（7）比较岩石学方法（狭义的岩石地层学方法）利用沉积物岩石学上的差别来划分地层的方法。利用沉积物的颜色、成分、结构、沉积韵律，构造变动，成因类型、风化程度及矿物组合等特征对比同一盆地和同一钻孔岩芯的地层是很有效的。
（8）古人类与考古地层学法古人类化石及文化遗物是第四纪分期的主要依据之一。第四纪又是人类出现和发展的时代。根据对第四纪堆积物中所含古人类残骸及其文化发展顺序的研究，如直立人、早、晚期智人的年龄研究，各种石器时代不同工具的特点研究等，所进行的第四纪地层划分的方法。
（9）地球化学方法利用沉积物的化学性质（化学成分及丰度）在垂向上的变化进行地层划分和对比。在同一沉积盆地中，如水化学成分、酸碱度与水的物理状态（温度、压力等）基本一致时，同期沉积物的化学性质也应基本一致。反之则不同，尤其是稀有元素、放射性元素等的丰度在垂向上的变化。
此外还有古地磁法、古土壤地层学法、海面地层顺序法等。
