Cổ sinh vật học tìm cách vạch ra những sinh vật đã thay đổi theo thời gian. Một trở ngại đáng kể cho mục tiêu này là khó khăn trong việc tìm ra hóa thạch cũ như thế nào. Giường bảo tồn hóa thạch thường thiếu các yếu tố phóng xạ cần thiết cho việc hẹn hò bằng phép đo phóng xạ radiometric dating. Kỹ thuật này là phương tiện duy nhất của chúng tôi để tạo ra những tảng đá lớn hơn khoảng 50 triệu năm tuổi, và có thể chính xác trong vòng 0,5% hoặc tốt hơn.[35] Mặc dù việc xác định bằng phép đo phóng xạ đòi hỏi công việc trong phòng thí nghiệm rất cẩn thận, nhưng nguyên tắc cơ bản của nó rất đơn giản: tốc độ phân rã các nguyên tố phóng xạ khác nhau decay và do đó tỷ lệ của nguyên tố phóng xạ với nguyên tố mà nó phân rã cho thấy nguyên tố phóng xạ được kết hợp cách đây bao lâu vào đá. Các nguyên tố phóng xạ chỉ phổ biến trong các loại đá có nguồn gốc núi lửa, và do đó, các loại đá mang hóa thạch duy nhất có thể được xác định niên đại là một vài lớp tro núi lửa.[35]

Do đó, các nhà cổ sinh vật học thường phải dựa vào địa tầng stratigraphy để hóa thạch ngày. Địa tầng học là khoa học giải mã "lớp bánh" là bản ghi trầm tích sedimentary, và đã được so sánh với một trò chơi ghép hình jigsaw puzzle.[36] Đá thường tạo thành các lớp tương đối ngang, với mỗi lớp trẻ hơn lớp bên dưới nó. Nếu một hóa thạch được tìm thấy giữa hai lớp có tuổi, thì tuổi hóa thạch phải nằm giữa hai tuổi đã biết..[37] Bởi vì các chuỗi đá không liên tục, nhưng có thể bị phá vỡ bởi các đứt gãy faults hoặc thời gian xói mòn erosion, rất khó để ghép các giường đá không trực tiếp với nhau. Tuy nhiên, hóa thạch của các loài tồn tại trong một thời gian tương đối ngắn có thể được sử dụng để liên kết các tảng đá bị cô lập: kỹ thuật này được gọi là thư sinh học. Ví dụ, conodont Eoplacognathus pseudoplanus có một phạm vi ngắn trong thời Trung Cổ.[38] Nếu những tảng đá không rõ tuổi được tìm thấy có dấu vết của E. pseudoplanus, thì chúng phải có tuổi giữa Ordovic. Hóa thạch chỉ số như vậy index fossilsphải đặc biệt, được phân phối toàn cầu và có phạm vi thời gian ngắn là hữu ích. Tuy nhiên, kết quả sai lệch được tạo ra nếu hóa thạch chỉ số hóa ra có phạm vi hóa thạch dài hơn so với suy nghĩ đầu tiên.[39] Nói chung, địa tầng và sinh học có thể chỉ cung cấp niên đại tương đối (A trước B), thường đủ để nghiên cứu tiến hóa. Tuy nhiên, điều này là khó khăn trong một số khoảng thời gian, bởi vì các vấn đề liên quan đến việc kết hợp các loại đá có cùng độ tuổi trên các lục địa khác nhau continents.[40]

Mối quan hệ cây gia đình cũng có thể giúp thu hẹp ngày khi dòng dõi xuất hiện lần đầu tiên. Chẳng hạn, nếu hóa thạch của B hoặc C có niên đại X triệu năm trước và "cây gia đình" được tính toán nói rằng A là tổ tiên của B và C, thì A phải tiến hóa hơn X triệu năm trước.

Cũng có thể ước tính hai dòng họ sống cách đây bao lâu - tức là khoảng thời gian tổ tiên chung cuối cùng của họ phải sống bao lâu - bằng cách giả sử rằng các đột biến mutations DNA tích lũy với tốc độ không đổi. Các "đồng hồ phân tử" "molecular clocks", này có thể đọc được và chỉ cung cấp thời gian rất gần đúng: ví dụ: chúng không đủ chính xác và đáng tin cậy để ước tính khi các nhóm tính năng trong vụ nổ Cambrian Cambrian explosion phát triển lần đầu,[41] và ước tính được tạo ra bởi kỹ thuật khác nhau có thể thay đổi theo một yếu tố của hai.[12]