地质年表以地层学和地质年代学研究为基础，有地质年代表（Geological Time Scale）和年代地层表（Chronostratigraphic Chart）两种形式。地质年表把地球形成（约46亿年前）以来的历史划定为地质年代单位：宙、代、纪、世、期，与其相应的年代地层单位为：宇、界、系、统、阶。2021年国际地层委员会推荐了最新地质年表。中国全国地层委员会根据中国实际情况于2014年提出了《中国地层表》。

地质年代是地球科学领域中对时间维的度量。最初的年代是依靠地层叠覆关系和生物化石产出顺序去度量的，称为相对年代。

英国地质学家W.史密斯发表的《用生物化石鉴定地层》（1816）和《生物化石的地层系统》（1817），首次提出生物顺序发生的概念和化石顺序律，为地质年代表的建立奠定了基础。1856年，德国的A.奥佩尔发表《英国、德国和法国西南部的侏罗系》，提出生物化石带（又称奥佩尔带）的概念，解决了地域性年代地层对比问题。达尔文的《物种起源》（1859）赋予化石顺序律以科学性，使之成为地层学至今适用的基本原理。进入20世纪后，放射性同位素衰变定年技术为测定岩石、矿物年龄提供了精确的方法，为地球形成演化阶段确定了定量化时标。地质年表的最右列就是同位素年龄值，以百万年（Ma）为单位。第一个定量年表是由英国的A.霍姆斯在1913年提出的。

20世纪30年代，地史时期曾被划分为两个阶段：寒武纪以来称为显生宙，前寒武纪称为隐生宙，其相当地层分别称为显生宇和隐生宇。

显生宇富含生物化石。早在1759～1879年，根据地层发育和研究程度，已经先后在欧洲不同地方命名了寒武纪（1835，英国威尔士）、奥陶纪（1879，英国威尔士）、志留纪（1835，英国威尔士）、泥盆纪（1840，英国德文郡）、石炭纪（1822，英格兰北部）、二叠纪（1841，乌拉尔山彼尔姆）、三叠纪（1834，德国中南部）、侏罗纪（1795，欧洲侏罗山）、白垩纪（1822，法国巴黎盆地）、第三纪（1759，意大利）和第四纪（1829，法国）。第三纪又被进一步划分为古近纪（1866，意大利）和新近纪（1853，意大利）。各纪所含生物组合与近代生物面貌有所不同，因而被划分为古老类型、近代类型和二者间的过渡类型。过渡类型所代表的时代被称为中生代（1841），其他两类所代表的时代则分别被称为古生代（1838）和新生代（1841）。

前寒武纪地层曾被笼统地称为原生界（1838）、始生界（1860）或太古界（1872），所代表的时代按新老次序曾被称为元古代（1887）和太古代（1872）。鉴于前寒武纪晚期地层中不断发现软体动物化石，“隐生”二字已不切实际，国际地层委员会前寒武纪地层分会于1973年提议把前寒武纪分为元古代和太古代（二者以25亿年为界），又于1979年确立元古代三分方案，并于1988年分别命名为古元古代、中元古代和新元古代，分别以2500百万年、1600百万年和1000百万年为底界年龄。同时，元古代和太古代升级为元古宙和太古宙。太古宙之前被称为冥古宙，指46亿年前地球形成之初至40亿年前的地球天文时期。

21世纪以来公布的国际地质年表多依新生代、中生代、古生代和前寒武纪的次序列出。显生宙岩石地层生物化石资料丰富，地质年代划分较精细，表示出了代、纪、世、期和同位素年龄值。在新生代和中生代两栏还列出了古磁极倒转事件及其编号。相比之下，前寒武纪岩石和地层的年代划分较粗略，虽然有各种建议方案，但一般仅把元古宙划分到纪，太古宙划分到代，冥古宙未做进一步划分。

中国早期把寒武系之下的地层称为“震旦系”（1882）。1975年，在寒武系之下建立四个系，自下而上分别命名为长城系、蓟县系、青白口系和震旦系，底界年龄分别建议为1900百万年、1400百万年、1000百万年和800百万年。2014年公布的中国地层表把新元古界分为震旦系、南华系和青白口系，各系的底界年龄分别为635百万年、780百万年和1000百万年。与其他各国类似，中国前寒武纪地层存在间断和缺失。因此，关于地域性前寒武纪地层的系间界线与系内划分问题依然需要不断研究，与国际地层委员会划分方案的对比问题也有待解决。

进入21世纪后，全球层型剖面和层型点成为全球年代地层单位界限确立的原则和方法。单位层型剖面可用于岩石地层、生物地层和年代地层的识别和说明。界线层型剖面主要用于年代地层单位界线的定义和识别标准。国际地层委员会称之为全球标准界线层型剖面和点位（GSSP，“金钉子”）。对于层型剖面的选择要求剖面一定连续、出露完整、标志清楚、构造简单、交通便利，必须取得国际最高地质权威机构认可。至2018年，中国已有11个阶的底界界线层型剖面被确定为“金钉子”，有2个统和6个阶的名称已被接受作为《国际年代地层表》中的年代地层单位。

全球层剖面和点