Fosilele speciilor care nu au coexistat în aceeași perioadă geologică au fost găsite în diferite straturi. Principiul a oferit geologilor posibilitatea de a determina vârsta unui anumit strat de rocă bazat pe fosile încorporate în el. Succesiunea fosilă este folosită nu numai ca bază pentru determinarea vârstei rock, ci și ca o modalitate de a îmbunătăți descoperirile de combustibil fosil pentru extracția cărbunelui.
Conceptul a fost formulat de William Smith, un inginer civil englez, în anii 1800. A descoperit straturile verticale ale rocilor și fosilelor pe care le-a excavat. Împreună cu colecționarii fosili Benjamin Richardson și Joseph Townsend, Smith a analizat straturile de rocă și le-a separat după culoare și duritate. Echipa a observat că straturile de rocă conțin diferite tipuri de fosile, fiecare strat fiind dominat de un grup fosil diferit de celelalte. Smith a dedus că orice strat de stâncă poate fi separat în funcție de fosilele pe care le conțin. Aceasta a fost ideea din spatele principiului succesiunii fosile, denumit și succesiune faună.