地球にある岩石は、火成岩、堆積岩、変成岩に分類されます。これらの岩石は、風や雨、日光、波の侵食などの風化作用によって剥離され、砂や土が流水によって低い河川や湖、海に堆積して堆積物となります。同時に、河川や湖、海にもカルシウムや塩分などの化学物質が堆積していました。当時、陸地、湖、海には、それぞれ多くの動物や植物が生息しており、これらの死骸も堆積物と一緒に水中に埋葬されていました。これらの堆積物や生物の遺体は、長時間にわたって乾燥し、岩石化し、石化して砂岩、砂質泥岩、泥岩、石灰岩、塩層などの堆積岩や化石となりました。これらの堆積岩層が重なって地層が形成され、本のページのように積み重なっていきます。
地球上で最も古い地層は、おそらく39億年前に形成されたものです。もし毎年1～2センチの地層が堆積していたとしたら、数億年で堆積した地層は何万メートルにもなるでしょう。地質学者は、このような厚い「地球の書」を研究する際、地層の形成年代に基づいて「章」に分けます。これらは年代地層と呼ばれ、地質時代と厳密に対応しています。同じ時代に形成された地層は、それぞれの年代地層単位に分類されます。
地球の歴史は、隐生宙と显生宙に分かれ、显生宙は古生代、中生代、新生代に分かれ、古生代は早期と晚期に分かれ、早期には寒武纪、奥陶纪、志留纪、晚期には泥盆纪、石炭纪、二叠纪、中生代は三叠纪、侏罗纪、白垩纪、新生代は古近纪、新近纪、第四纪に分かれます。
各年代に形成された地層は、その年代名で命名されます。宙、代、紀、世、期に対応する地層単位は、宇、界、系、統、阶です。例えば、显生宙の地層単位は显生宇、古生代の地層単位は古生界、寒武纪の地層単位は寒武系、寒武纪の早期、中期、晚期に対応する地層単位は下寒武统、中寒武统、上寒武统、インド期の地層はインド阶です。
西洋諸国が地質学の研究を早くから行っていたため、多くの地質学年代の名称は、現地の地名に基づいて外国の先輩学者によって付けられています。例えば、寒武、奥陶、志留、泥盆などです。また、地層の特徴に基づいて命名された地質学年代もあります。例えば、石炭（この時代の地層は石炭が多く含まれており、石炭は古くは石炭と呼ばれていました）、二叠（この時代の地層は上下に分かれていますが、現在では3つに分類されています）などです。
中国では地層研究が比較的遅く始まりましたが、中国の多くの地層は化石が豊富で、地層が完全に保存されていたため、一部の地質学年代は中国の学者によって命名されています。例えば、二叠纪後期は乐平世（統）と呼ばれ、さらに長兴期（階）、吴家坪期（階）に分かれ、寒武紀後期は芙蓉世（統）で、江山期（階）、排碧期（階）に分かれています。