Chronostratigrafie is binnen de stratigrafie het wetenschappelijk vakgebied dat probeert gesteentelagen ten opzichte van elkaar te dateren (relatieve datering).
Het doel van chronostratigrafie is de volgorde en ouderdom van alle gesteenten uit een bepaald gebied vast te stellen. In tegenstelling tot geochronologie, waarbij een absolute geologische tijdschaal wordt opgesteld, houdt chronostratigrafie zich bezig met het indelen van fysieke gesteenten. Chronostratigrafische eenheden bestaan daarom naast ermee corresponderende geochronologische tijdvakken.