地层分类是根据岩石的岩性、化石、年代等客观特征建立的多维度划分体系。核心分类方式包括以地质年代为依据的年代地层分类、以岩性特征为核心的岩石地层分类以及基于化石组合特征的生物地层分类。国际地层学界自19世纪末开始系统化分类标准，1933年首次提出双重地层分类概念，1976年发布的《国际地层指南》确立了多重地层划分原则。不同分类体系存在穿时性特征，例如岩石地层单位在横向延伸中可能跨越多个地质年代，这一特性在矿产资源勘探和地质事件研究中具有重要应用价值。

年代地层分类以同位素测年和化石记录为基础，建立宇、界、系、统、阶五级单位，如显生宇包含古生界、中生界和新生界。岩石地层分类依据岩性差异划分群、组、段、层四级单位，典型实例包括梵净山群和罗惹坪组。生物地层分类通过化石组合特征建立组合带、延限带、顶峰带三类单元，例如Redlichia-Eoptychoparia组合带用于寒武系地层对比。

1878年巴黎地质大会成立地层术语统一委员会，开启标准化进程。20世纪30年代，双重地层分类概念的提出突破单一划分模式。1976年《国际地层指南》确立多重地层分类原则，1994年第二版补充层序地层学内容。中国于2001年发布《中国地层指南及说明书》，确立本土化分类规范。

组盆地可能呈现差异性岩相组合。年代地层单位严格对应地质年代表，如二叠系对应二叠纪，其顶界经国际投票确定为298.9±0.15百万年。生物地层带存在穿时现象，同一化石带在不同区域可能跨越多个岩石地层单位。

体系域界面与传统地层界限的重叠问题。

科罗拉多大峡谷剖面完整展示了寒武系至二叠系地层序列，印证岩石地层与年代地层的对应关系。国际年代地层表（2021版）将显生宙划分为3个宙、12个系，为全球地层对比提供框架。在油气勘探中，通过识别四川盆地飞仙关组鲕粒灰岩的岩石地层特征，确定有利储集相带分布。