Biostratigrafie je stratigrafická metoda, která pro datování stáří hornin využívá fosílie nalezené v jednotlivých vrstvách sedimentů. Aby zkameněliny mohly být pro stratigrafii použity, musí splňovat základní podmínky:
Fosílie, které tyto podmínky splňují, se nazývají vůdčí fosílie nebo vůdčí zkameněliny. Ne každá fosílie tedy může být pro datování využita.
Mezi nejčastěji využívané zkameněliny pro období paleozoika patří graptoliti (zejména pro břidlice), konodonti (zejména pro vápence), ramenonožci, mlži, trilobiti, chitinozoa, lasturnatky, atd. V mesozoiku jsou hojně využíváni amoniti či foraminifery.