Fossiler fundet i dybere klippelag er generelt ældre end dem der findes i lavvandede lag. Det skyldes, at der hele tiden aflejres nye lag af sten oven på ældre lag, så de dybeste lag er de ældste. Dette princip, kendt som princippet om superposition, er grundlaget for relativ datering i geologi.
At bestemme den nøjagtige alder af et fossil kræver mere sofistikerede teknikker, såsom radiometrisk datering. Radioaktive grundstoffer henfalder med en konstant hastighed, og mængden af henfaldsprodukter akkumuleret i et fossil kan bruges til at beregne dets alder.