化石层序律也称生物群层序律，是地质学一条普遍法则，是生物地层划分、对比的理论依据，最早由英国地质学家威廉·史密斯提出。

史密斯认为：相同岩层总是以同一叠覆顺序排列着，并且每个连续出露的岩层都含有其本身特有的化石，利用这些化石可以把不同时期的岩层区分开。通俗地讲，就是“含有相同化石的地层的时代相同，不同时代的地层所含的化石不同”。利用这条规律，可以根据所含化石的面貌鉴别岩石的年龄。

地质历史上的生物成为古生物，化石是保存在地层中的古代生物遗迹和遗体，它们一般被钙质、硅质等充填或交代。

18-19世纪，古生物学家与地球科学家通过对不同地质历史时期的古生物化石的详细研究，得出了对生物演化的规律性认识：生物演化切割者新，即生物演化的总趋势是从简单到复杂，从低级到高级；以往出现过的生物类型，在以后的演化过程中决不会重复出现。