确立相对地质年代的主要依据有：
（1）地层的形成顺序（地层层序律）：据沉积岩生成原理，出露在剖面下面的岩层早生成，上面的岩层晚生成，这称为地层层序律。利用这种上新下老的关系，就可确定岩层的年代顺序。
（2）古生物化石（化石层序律）：依照生物的演化规律，生物界总是从简单到复杂、从低级至高级不断进化的，是不可逆的。地质时代越早的生物，越简单、低级；时代越晚的生物，越高级、复杂。这样，我们就可以根据岩层中所含化石或化石群的种类来确定其相对的新老关系，进而确定其相对的地质年代（特别是标准化石，在划分地层时代意义最大），这就是化石层序律。利用这个原理还可以进行地层对比，
（3）地壳构造运动的分析：区域性巨大的地壳运动，常引起沉积环境、岩性及生物界的重大变化，据此可作为地史不同阶段划分的重要依据。如在早古生代末，欧洲发生一次强烈的地壳运动（称加里东运动），形成加里东褶皱带，除欧洲外，全球各地都受到这一地壳运动不同程度的影响，所以加里东运动就成为早古生代与晚古生代划分的标志。
