研究地层的岩性特征和古生物特征以恢复古地理的方法，称为相分析（facies analysis）。

相分析的基本原则是运用现代环境条件下形成的沉积物和生物特征的知识，以推测地史时期岩层的沉积环境，即所谓“将今论古”的现实主义原则。但由于沉积的形成条件和生物的生态特征是随时代而发展变化的，因此，不能机械地沿用。如现代白云岩的形成条件多与咸化潟湖有关，而某些老地层则几乎全由白云岩组成，显然是开阔浅海中形成的，在古生代海百合几乎都与浅海生物共栖，而现代的海百合则多生活在深海地带。因此在具体运用这一原则时，必须用辩证的、历史比较的观点和方法，而不能把不同地史时期资料机械地予以对比。关于运用“将今论古”的现实主义原理推断古地理、古气候的变化情况，以中国为最早。早在8世纪中国唐代颜真卿（公元709年～785年）在他的《抚州南城县麻姑山仙坛纪》一文中引用过葛洪（公元284年～363年）《神仙传》中“东海三为桑田、海中行复扬尘”的话，文中又说“南城县有麻姑山，顶有古坛，……东北有石崇观，高石中犹有螺蚌壳，或以为桑田所变。”就是用现实主义原理，推想以前是海，现在变为桑田的。唐代颜真卿虽曾用化石来推断海陆变迁，但真正利用化石作更具体的描述和更合理的解释的要首推11世纪北宋的科学家沈括（公元1031年～1095年）。1074年他察访河北时，发现“循太行而北，山崖之间，往往衔螺蚌壳及石子如鸟卵者，横亘石壁如带”。根据山崖之间螺蚌壳和鹅卵石的发现，作出了正确的论断，说“此乃昔之海滨，今东距海已近千里。所谓大陆者，皆浊泥所湮耳”。今之高山，昔之海滨，科学地论证了地理的发展变化。过了四百多年后，意大利人达·芬奇在岩层中发现化石，也得出了同样的结论。

相分析：根据沉积物的特征确定沉积相，再据此去恢复古代的沉积环境。

有两种途径：

（1）相标志法：研究沉积岩中具有成因意义的特征，包括岩性特征（化学成分、矿物成分、结构、构造）和古生物特征（生物种类、数量、古生态以及古生物活动的遗迹如虫孔、虫迹等）。

（ 2）相模式法：从三维空间的相序关系，从空间联系和历史演化的角度去恢复沉积与环境。