Relatieve datering van gesteentelagen is het bepalen welke laag ouder is dan de andere. Dit onderzoek is onderdeel van het vakgebied stratigrafie. Dit in tegenstelling tot absolute datering waarbij door onderzoek een jaartal in miljoenen jaren kan worden gegeven.

Als lagen niet zijn verstoord door plooiing en gebergtevorming, ligt altijd de jongere laag boven de oudere laag (relatieve ouderdom). Deze lagen laten zich lezen als de pagina’s van een boek. Zo heeft elke laag heeft zijn eigen kenmerken en fossielen, en door verschillende lagen te onderzoeken op verschillende plekken op Aarde hebben geologen de indeling in tijdperken kunnen maken. Op dat punt weet men dus, welke pagina’s van het geologische boek voor, en welke na de andere komen. Charles Leyll kwam reeds omstreeks 1830 met enkele principes die ook vandaag de dag, behoudens uitzonderingen, nog geldige vuistregels zijn:

• Principe van superpositie: lagen die boven andere lagen liggen, zijn ook jonger.
• Principe van oorspronkelijke horizontaliteit: lagen zijn oorspronkelijk min of meer horizontaal afgezet
• Principe van zijwaartse uitstrekking: een laag loopt horizontaal door tot er een structuur of wijziging is die de laag onderbreekt
• Principe van doorsnijding: een structuur die een andere doorsnijdt is jonger
• Principe van inclusie: een structuur die omsloten wordt door een andere, is ouder
• Principe van uniformiteit: de fysische processen die vroeger deze lagen vormden, zijn dezelfde als deze die vandaag werkzaam zijn.

Zie ook het artikel Hoe oud is een fossiel?