O princípio da sucessão fóssil afirma que grupos de fósseis aparecem em ordem cronológica por meio de sua colocação vertical em rochas sedimentares. Da mesma forma que as rochas mais antigas são encontradas na camada inferior da terra , os fósseis mais antigos também seguiram a mesma cronologia, pois aparecem no mesmo conjunto de camadas de rocha, ou estratos.
Fósseis de espécies que não coexistiram no mesmo período geológico foram encontrados em diferentes estratos. O princípio forneceu uma maneira para os geólogos determinarem a idade de uma determinada camada de rocha com base nos fósseis nela embutidos. A sucessão fóssil é usada não apenas como base para a determinação da idade da rocha, mas também como uma forma de melhorar as descobertas de combustível fóssil para extração de carvão.
O conceito foi formulado por William Smith, um engenheiro civil inglês, no século XIX. Ele descobriu as camadas verticais de rochas e fósseis onde escavou. Junto com os coletores de fósseis Benjamin Richardson e Joseph Townsend, Smith analisou os estratos da rocha e os segregou por cor e dureza. A equipe notou que as camadas de rocha continham vários tipos de fósseis, com cada camada dominada por um grupo fóssil diferente das outras. Smith deduziu que qualquer estrato de rocha pode ser segregado de acordo com os fósseis que contêm. Essa era a ideia por trás do princípio da sucessão fóssil, também chamada de sucessão faunística.