En 1669 Nicolaus Steno hizo la primera afirmación clara de que los estratos (rocas estratificadas) muestran cambios secuenciales, es decir, que las rocas tienen historias. A partir de su trabajo en las montañas del oeste de Italia, Steno se dio cuenta de que el principio de superposición en las rocas estratificadas (en capas) era la clave para relacionar el tiempo con las rocas. En resumen, cada capa de roca sedimentaria (también llamada «lecho») es más antigua que la anterior y más joven que la inferior. La aparentemente sencilla regla de superposición de Steno se ha convertido en el principio más básico de la datación relativa. Steno desarrolló originalmente su razonamiento a partir de observaciones de rocas sedimentarias, pero el principio también se aplica a otros materiales depositados en la superficie, como las coladas de lava y los lechos de ceniza de las erupciones volcánicas.
Además, Steno se dio cuenta de la importancia de otro principio, la horizontalidad original, a saber, que los estratos siempre se depositan inicialmente en posiciones casi horizontales. Por lo tanto, una capa de roca plegada o inclinada en un ángulo pronunciado debe haber sido desplazada a esa posición por perturbaciones de la corteza terrestre (es decir, construcción de montañas, fallas o tectónica de placas) en algún momento después de su deposición.