当科学家在努力命名这些地质时期时，查尔斯·达尔文(Charles Darwin)还只是一个年轻人，正在研究地质学等科学。他与亚当·塞奇威克(Adam Sedgwick)一起进行研究，不久之后塞奇威克命名了寒武纪。当时，人们已经意识到地球非常古老，他们看到的岩石都有上千米厚，而岩石本身就像在海或河流中见到的沙层，你是知道从沙到岩石的转变是非常缓慢的，因此形成几千米厚的岩石层大约要花数百万年的时间。

“一个已经存在了几百万年之久的世界”“随着时间的推移逐渐变化的化石”,这是达尔文在乘坐一艘名为“小猎犬”号(HMS Beagle)的帆船航行于世界各地研究现代植物和动物(以及地质学)时冒出的想法。所有这些经验促进了进化论的诞生，而进化论是现代生物学的基础。利用化石来研究地表的覆盖层，是生物地层学所要做的事情，进化论很好地解释了生物地层学的原理。比如，随着动物和植物逐渐演变成新物种，岩层中发现的化石也发生着变化。一旦一种动物灭绝，那就再也见不到它们了。

动物和植物随时间的演变也并不总是一个平静而渐进的过程。大规模灭绝事件就是多种生物集体灭绝的事件，其原因可能是陨石撞击或大规模火山爆发等。很多灭绝事件都发生于不同地质时期的交界处。恐龙的灭绝发生在白垩纪—第三纪的交界处。有史以来最大的灭绝，也被称为“大死亡”,发生在古生代二叠纪向中生代三叠纪过渡的时候。当时，由于大规模的火山喷发导致空气和海洋成分发生变化，96%的海洋生物灭绝。

地质学家通常研究的是某个已经存在了几百万年的事物。我们到了20世纪才了解岩石的放射性，才能够测量出这些岩石形成的具体年代。利用化石来划分地质时期简单得多，它并不要求你知道他们的具体年龄是多大，只需确认这个岩石比那个老，或者它们是同龄的。