地质历史上的生物成为古生物，化石是保存在地层中的古代生物遗迹和遗体，它们一般被钙质、硅质等充填或交代。

18-19世纪，古生物学家与地球科学家通过对不同地质历史时期的古生物化石的详细研究，得出了对生物演化的规律性认识：生物演化切割者新，即生物演化的总趋势是从简单到复杂，从低级到高级；以往出现过的生物类型，在以后的演化过程中决不会重复出现。

这一规律用来确定地层的相对地质年代就表现为：不同时代的地层中具有不同的古生物化石组合，相同时代的地层中具有相同或相似的古生物化石组合；古生物化石组合的形态、结构越简单，则地层的时代越老，反之则越新。这就是化石层序率（Law of Faunal Succesion）或称生物群层序律或生物层序律。