En 1669, Nicolaus Steno a été le premier à affirmer clairement que les strates (roches stratifiées) présentent des changements séquentiels, c’est-à-dire que les roches ont une histoire. Grâce à ses travaux dans les montagnes de l’Italie occidentale, Steno a compris que le principe de superposition dans les roches stratifiées (en couches) était la clé pour relier le temps aux roches. En bref, chaque couche de roche sédimentaire (également appelée « lit ») est plus ancienne que celle qui la précède et plus jeune que celle qui la suit. La règle apparemment simple de superposition de Steno est devenue le principe le plus fondamental de la datation relative. Steno a initialement développé son raisonnement à partir d’observations de roches sédimentaires, mais le principe s’applique également à d’autres matériaux déposés en surface, tels que les coulées de lave et les lits de cendres des éruptions volcaniques.
En outre, Steno a réalisé l’importance d’un autre principe, l’horizontalité originelle, à savoir que les strates sont toujours initialement déposées dans des positions presque horizontales. Ainsi, une couche rocheuse plissée ou inclinée à un angle prononcé doit avoir été déplacée dans cette position par des perturbations crustales (c’est-à-dire la formation de montagnes, les failles ou la tectonique des plaques) quelque temps après son dépôt.
L’horizontalité originelle est le principe de base de la théorie de l’horizontalité.