A datação relativa baseia-se em métodos radiométricos aplicados diretamente aos fósseis, permitindo a obtenção de idades absolutas a partir da quantidade de isótopos radioativos presentes nos esqueletos fossilizados.

A datação absoluta de uma camada sedimentar onde ocorrem fósseis pode ser realizada diretamente nos fósseis corporais de organismos marinhos, através da técnica de luminescência opticamente estimulada (OSL).

Os icnofósseis são preferencialmente utilizados na datação absoluta, uma vez que suas assinaturas isotópicas permitem a calibração precisa de curvas cronoestratigráficas globais.

Fósseis-guia são fundamentais na datação relativa por possuírem ampla distribuição geográfica, curta duração estratigráfica e serem facilmente reconhecíveis, características que os tornam marcadores eficientes de biozonas.

Na bioestratigrafia, a sobreposição vertical de fósseis em sequência estratigráfica é insuficiente para a construção de correlações entre bacias sedimentares distintas, sendo necessário o uso exclusivo de datação radiométrica.