化学地层学（chemostratigraphy）是地层学的一个新分支学科，是地球化学在地层学中的具体应用。运用地层中保存的同位素比值和微量元素含量的变化等来划分和对比地层，如18O／16O和13C／12C的同位素比值的变化和锶、硼、锰等微量元素含量的变化，以及地外宇宙事件所造成的沉积物内铱含量的增大等。化学地层学已在地层界线层型剖面的研究中得到广泛的应用。