Il principio della successione fossile afferma che i gruppi di fossili appaiono in ordine cronologico attraverso la loro collocazione verticale in rocce sedimentarie. Allo stesso modo in cui le rocce più antiche si trovano nello strato inferiore della terra anche i fossili più antichi hanno seguito la stessa cronologia di quelli che appaiono nello stesso insieme di strati rocciosi o strati.
Fossili di specie che non coesistevano nello stesso periodo geologico si trovavano in strati diversi. Il principio ha fornito un modo per i geologi di determinare l'età di un particolare strato di roccia sulla base dei fossili incorporati in esso. La successione di fossili viene utilizzata non solo come base per la determinazione dell'età della roccia, ma anche come un modo per migliorare le scoperte di combustibili fossili per l'estrazione del carbone.
Il concetto fu formulato da William Smith, un ingegnere civile inglese, nel 1800. Ha scoperto gli strati verticali di rocce e fossili in cui ha scavato. Insieme ai collezionisti di fossili Benjamin Richardson e Joseph Townsend, Smith analizzò gli strati rocciosi e li segregò per colore e durezza. Il team ha notato che gli strati di roccia contenevano diversi tipi di fossili, con ogni strato dominato da un diverso gruppo di fossili dagli altri. Smith ha dedotto che qualsiasi strato di roccia può essere segregato in base ai fossili che contengono. Questa era l'idea alla base del principio della successione dei fossili, chiamato anche successione faunistica.