علم تاريخ طبقات الأرض فرع من علم وصف طبقات الأرض يحدد عمر وحدات الصخور بالنسبة للزمن ويعرف وحداته الزمنية طبقيًا (دهر، حقبة، نظام، نسق، مرحلة) بواسطة حدود زمنية معروفة؛ يعتمد على جيوكيمياء النظائر والزمن الجيولوجي والاستدلالات الطبقية لتأريخ وحدات الصخور والأحافير عندما لا يتيسر التأريخ المباشر.

علم الطبقات والدورات الرسوبية يدرس تأثير الدورات المدارية والفلكية في التعاقبات الرسوبية على تغير الإشعاع الشمسي والموسمية وترسب الصخور، حيث تتسبب تغيرات مدار الأرض في تباين فترات التشمس وتأثيرها على المناخ والأنماط الرسوبية، وتستخدم هذه الدراسات توقيعًا دورياً في السجلات الصخرية لتأريخ أحداث جيولوجية وفهم آليات ترسب الرواسب وتطور النظم الرسوبية.

تتراكم الطبقات الصخرية عادةً فوق بعضها بعضًا، ولذلك تكون الطبقات السفلى أقدم من الطبقات العليا ما لم تتعرض لتشوهات جيولوجية. ويُعرف هذا الترتيب باسم العمود الجيولوجي، ويُستخدم في تفسير تاريخ الأرض.

صخور الغطاء هي الطبقات الصخرية الأكثر مقاومة التي تعلو طبقات أضعف، وتتحكم في معدل تآكل المنحدرات وشكل الواجهات الصخرية مثل شلالات نياجرا حيث يحمي الحجر الجيري الدولوميتي وجه الشلال. وفي الجيولوجيا البترولية تشكل صخور الغطاء تشكيلات غير منفذة تحجز النفط والغاز والماء فوق خزاناتها.

الطبقات الحمر في الجيولوجيا وحدات رسوبية تتألف أساساً من حجر رملي وحجر غريني وصخر زيتي، وتظهر باللون الأحمر لوجود أكاسيد الحديد على حبيباتها. قد تتضمن تداخلات رقيقة من المارل أو الحجر الجيري، وأمثلةها الكلاسيكية الطبقات البرمية والترياسية في غرب الولايات المتحدة والحجر الرملي الديفوني في أوروبا.