Stratigrāfija pēta slāņoto iežu sastāvu, veidošanās secību un izplatību. Tās uzdevums ir iedalīt dažādus nogulumiežus un slāņotus magmatisko iežu veidojumus slāņos, noteikt to relatīvo vecumu un noskaidrot slāņu veidošanās vienlaicīgumu jeb korelēt slāņus. Tos iedala un apvieno dažādās stratigrāfiskajās vienībās, izmantojot vairākas pazīmes. Slāņus iedala litostratigrāfiskās vienībās (svītās un ridās, ko mēdz apvienot sērijās) pēc iežu sastāva, krāsas, uzbūves īpatnībām, ieskaitot tādas iežu fizikālās īpašības, ko nevar sajust ar cilvēka maņām. Pēc iežos sastopamajām fosīlijām tiek iedalītas biostratigrāfiskās zonas, pēc nozīmīgu sedimentācijas pārtraukumu virsmām – stratigrāfiskās secības. Magnetostratigrāfiskās polaritātes zonu pamatā ir Zemes magnētiskā lauka inversijas. Hronostratigrāfiskās vienības apvieno iežus pēc to veidošanās laika.   

Stratigrāfijas teorētisko un praktisko nozīmi nosaka tās pētījumu objekts – Zemes garozas nogulumiežu slāņi un magmatisko iežu segas, kas veido pamatni dzīvās dabas eksistencei un ir ļoti nozīmīgi derīgo izrakteņu un citu resursu avoti. Uzskata, ka stratigrāfija ir pamats Zemes ģeoloģiskās evolūcijas izpratnei. Tās piedāvātās laika skalas sniedz iespēju interpretēt visu to notikumu secību, kas pēdējo četru miljardu gadu gaitā noteikuši Zemes garozas un augšējās mantijas (litosfēras), okeānu un kontinentu, atmosfēras un dzīvības vēsturi. Praktiski jebkura iežu izmantošana (par derīgo izrakteni, grunts pamatni būvniecībā, kolektoru pazemes gāzes krātuvēs un citur) mūsdienās arī ir atkarīga no stratigrāfisko pētījumu rezultātiem, pēc kuriem nosaka iežu vecumu un slāņkopu vietu slāņoto ģeoloģisko ķermeņu kopumā.

Stratigrāfiju bieži vien uzskata par svarīgāko ģeoloģijas disciplīnu, kaut tradicionāli to uzskata par 19. gs. zinātni, kuras galvenais uzdevums ir neskaitāmo ģeoloģisko ķermeņu kataloģizēšana un šauri reģionālu veidojumu nosaukšana. Stratigrāfijas dalījums vairākās apakšnozarēs vēsturiski izveidojies, ņemot vērā dažādus iežu slāņu iedalījuma un klasifikācijas kritērijus. Nozīmīgākās apakšnozares ir biostratigrāfija (pēta iežu slāņu vecumu un saguluma vēsturisko secību pēc tajos sastopamajām fosīlijām), hemostratigrāfija (slāņu korelēšana pēc ķīmisko elementu un to izotopu satura izmaiņām), litostratigrāfija (apraksta un sistematizē Zemes garozas iežus stratigrāfiskajās vienībās pēc iežu īpašībām un saguluma), magnetostratigrāfija (izmanto iežu paliekošās magnetizētības pazīmes iežu stratificēšanai un korelēšanai), notikumu stratigrāfija (izmanto globālu notikumu – vulkānu izvirdumu, meteorītu sadursmju ar Zemi, cunami viļņu pēdas un citu parādību pazīmes, kā arī ķīmisko elementu anomālijas iežu slāņu korelēšanai), seismostratigrāfija (apskata slāņus kā ģeoloģiski ģeometriskus veidojumus, izmantojot seismisko viļņu atstarojošās virsmas jeb reflektorus), tefrostratigrāfija (slāņu korelēšana pēc vulkānisko pelnu slāņiem). 20. gs. beigās nozīmīgi kļuva pētījumi secību stratigrāfijā (sequence stratigraphy). Saskaņā ar secību stratigrāfijas metodoloģiju nogulumiežu slāņus iedala un apvieno vienībās, kas viena no otras atdalītas ar sedimentācijas pārtraukuma vai erozijas virsmām. Šīs vienības skaidro, balstoties uz nogulu daļiņu pieplūdes un sedimentācijas baseinu apjoma izmaiņām saistībā ar pasaules okeāna līmeņa svārstībām. Stratigrāfija cieši saistīta ar ģeohronoloģiju, kas pēta iežu un citu veidojumu ģeoloģisko vecumu, kas izteikts gados, un veic ģeoloģiskā laika periodizāciju.

Stratigrāfijas zinātnes pamatā ir vairāki principi, no kuriem nozīmīgākais ir Steno princips, kas nosaka iežu kompleksu veidošanās secību Zemes garozā. Principa autors dāņu ģeologs Nīlss Stēnsens jeb Nikolajs Stenons (Niels Steensen, latīņu Nicolaus Stenonis, arī Nicolas Steno) atzīmējis, ka netraucētā sagulumā jebkurš pagulslānis ir vecāks par pārsedzošo slāni. Krievu ģeologs Sergejs Meiens (Сергей Ви́кторович Мейен) precizēja Steno principu, saskaņā ar kuru ģeoloģisko ķermeņu laika attiecības agrāk/vēlāk tiek noteiktas pēc šo ķermeņu primārajām telpiskajām attiecībām un ģenētiskām saiknēm. Biostratigrāfijā nozīmīgs ir Smita princips, saskaņā ar kuru nogulumus var atšķirt un salīdzināt pēc tajos ieslēgtajām fosīlijām. Stratigrāfijā plaši pielieto arī vispārīgākus principus: aktuālisma principu, bioloģiskās un ģeoloģiskās evolūcijas neatgriezeniskuma jeb Dollo principu, paleontoloģiskās hronikas nepilnības jeb Darvina principu, Valtera fāciju principu un citus.

Biostratigrāfiskos pētījumos izmanto paleontoloģijas datus un tās ietvaros lietotās metodes. Litostratigrāfijas pamatā ir iežu sastāva, krāsas un uzbūves pētījumi saistībā ar mineraloģiju un sedimentoloģiju. Hemostratigrāfiskiem pētījumiem izmanto ģeoķīmijas metodes; magnetostratigrāfijā un seismostratigrāfijā lieto ģeofizikālo pētījumu metodes. Notikumu un secību stratigrāfijas pamatā ir ģeoloģisko, paleontoloģisko, ģeoķīmisko un ģeofizikālo pētījumu komplekss. Specifiska stratigrāfijas metode ir iežu slāņu veidošanās vienlaicīguma noskaidrošana (korelēšana) pēc stratigrāfisko pazīmju savstarpējās hronoloģiskās aizvietojamības.

Stratigrāfisko pētījumu vēsturi iedala vairākos posmos. Stratigrāfijas rašanās un agrīnās attīstības posms, kad tika likti pamati Zemes garozas slāņu stratificēšanai, saistāms ar 17. un 18. gs. dabas zinātnieku – N. Stēnsena, itāļu ģeologa Džovanni Arduīno (Giovanni Arduino), vācu zinātnieku Johana Lēmana (Johann Gottlob Lehmann), Georga Fiksela (Georg Christian Füchsel) un Ābrahama Vernera (Abraham Golltob Werner), kā arī skotu ģeologa Džeimsa Hatona (James Hutton) – darbiem. Dž. Arduīno piedāvāja dalīt visus iežus četrās daļās atbilstoši to īpašībām un veidošanās laikam, no primāriem līdz kvartāriem veidojumiem. Kvartāra nosaukums pašiem jaunākajiem nogulumiem saglabājies līdz mūsdienām, terciārs tika sadalīts 19. gs., bet primārs un sekundārs kā stratigrāfiskās vienības netika atzīti jau Dž. Arduīno darbības laikā. Priekšstats par iežu relatīvā vecuma noskaidrošanu izveidojās 18. gs. beigās un 19. gs. sākumā, kad radās biostratigrāfija, pateicoties Viljama Smita (William Smith) darbam par Anglijas ģeoloģisko uzbūvi "Pēc fosīlijām atšķirīgie slāņi” (Strata Identified by Organized Fossils, 1816–1819), Žorža Kivjē (Georges Cuvier) fosīlo mugurkaulnieku un Adolfa Bronjāra (Adolphe-Théodore Brongniart) seno augu pētījumiem. 1795. gadā Aleksandrs fon Humbolts (Friedrich Wilhelm Heinrich Alexander von Humboldt) nosauca juras nogulumus pēc Juras kalniem; nosaukums tika publicēts darbā "Par pazemes gāzes tipiem un iespējām samazināt to kaitīgumu, ieguldījums praktiskās ieguves kalninženierijas fizikā” (Über die unterirdischen Gasarten und die Mittel, ihren Nachteil zu vermindern, ein Beitrag zur Physik der praktischen Bergbaukunde, 1799). Trešais stratigrāfijas attīstības posms saistīts ar t. s. "ģeoloģijas varoņu laikmeta” (1820–1840) britu, vācu un beļģu pētnieku inovatīvajiem darbiem stratigrāfiskās skalas izveidē. 19. gs. sākumā tika aprakstīta lielākā ģeoloģisko sistēmu daļa. Pirmo, karbona sistēmu, aprakstīja angļu ģeologi Viljams Konibīrs (William Daniel Conybeare) un Viljams Fīlipss (William Phillips) darbā "Anglijas un Velsas ģeoloģijas aprises” (Outlines of the Geology of England and Wales, 1822). Beļģu ģeologs Žans Deluā (Jean d’Omaliuss d’Halloy), pētot balto kaļķakmeņu slāņus Parīzes baseinā, raksturoja krīta sistēmas nogulumus darbā "Novērojumi Francijas, Nīderlandes un kaimiņu valstu izmēģinājuma ģeoloģiskai kartei” (Observations sur un essai de carte géologique de la France, des Pays-Bas, et des contrées voisines, 1822). Vācu ģeologs Frīdrihs fon Alberti (Friedrich August von Alberti) raksturoja triasu darbā "Ieguldījums monogrāfijā par Raibiem smilšakmeņiem, Gliemju kaļķakmeņiem un Keipera māliem, un šo veidojumu apvienošana vienā svītā” (Beitrag zu einer Monographie des bunten Sandsteins, Muschelkalks und Keupers, und die Verbindung dieser Gebilde zu einer Formation, 1834). 1835. gadā tika nodalītas vēl divas sistēmas: anglis Ādams Sedžviks (Adam Sedgwick) kembrija sistēmu un skots Roderiks Impijs Mērčisons (Roderick Impey Murchison) silūra sistēmu raksturoja kopīgā darbā "Par silūra un kembrija sistēmu, kas parāda kārtību, kādā senākie nogulumu slāņi seko viens otram Anglijā un Velsā” (On the Silurian and Cambrian systems, exhibiting the order in which the older sedimentary strata succeed each other in England and Wales). Devona sistēmu abi autori raksturoja darbā "Par Devonšīras fizikālo struktūru un par tās senāko slāņoto nogulumu dalījumu un ģeoloģiskām attiecībām” (On the physical structure of Devonshire, and on the subdivisions and geological relations of its older stratified deposits, etc., 1840). Perma sistēmu raksturoja R. Mērčisons rakstā "Krievijas otrā ģeoloģiskā apsekojuma dažu galveno rezultātu  pirmais uzmetums” (First sketch of some of the principal results of a second geological survey of Russia, 1841). Sistēmas galvenokārt bija nodalītas, pamatojoties uz litoloģisko formāciju jeb litostratigrāfisko pieeju. Pārējās sistēmas tika nodalītas vēlāk – 1853. gadā austriešu ģeologs Morics Herness (Moritz Hörnes) raksturoja neogēnu kā jaunāko terciāra daļu, 1866. gadā vācu ģeologs Karls Naumans (Karl Friedrich Naumann) atlikušo, senāko terciāra daļu nosauca par paleogēnu, 1879. gadā angļu ģeologs Čārlzs Lepvorts (Charles Lapworth) starp kembriju un silūru nodalīja ordovika iežus.

Stratigrāfijas attīstību būtiski sekmēja Starptautiskā ģeoloģijas kongresa (The International Geological Congress) organizēšana Parīzē 1878. gadā. Laikā no 1878. līdz 1900. gadam notika astoņas ģeoloģiskā kongresa sesijas; visās sesijās būtiski bija stratigrāfijas jautājumi. Otrajā (Boloņas) sesijā apstiprināja hronostratigrāfiskās un ģeohronoloģiskās skalas galvenās vienības un tika pieņemti unificētie dažāda ranga stratigrāfisko vienību nosaukumi: hronostratigrāfiskās (iežu–laika) vienības eratēma, sistēma, nodaļa, stāvs; ģeohronoloģiskās (laika) vienības ēra, periods, epoha un laikmets. Turpmāk starptautiskajos ģeoloģiskajos kongresos, kas kopš 1948. gada regulāri notiek reizi četros gados, bet 2013. un 2015. gadā arī divos Starptautiskajos stratigrāfijas kongresos (International Congress on Stratigraphy) Lisabonā un Grācā tika pieņemti lēmumi par stratigrāfisko vienību robežu, to stratotipisko griezumu un punktu precizēšanu, kā arī hronostratigrāfiskās skalas detalizēšanu līdz pastāviem.  Starptautiskā ģeoloģijas zinātņu savienība (International Union of Geological Sciences, IUGS) 1974. gadā nodibināja Starptautisko stratigrāfijas komisiju (International Commission on Stratigraphy, ICS) ar vairākām apakškomisijām, kas nodarbojas ar stratigrāfijas nomenklatūras un attiecīgo ģeoloģisko sistēmu iedalījuma jautājumiem. Baltijas stratigrāfijas asociācija (Baltic Stratigraphic Association) apvieno trīs Baltijas valstu nacionālās stratigrāfijas komisijas.

Ģeoloģiski izpētītajās teritorijās stratigrāfiskiem pētījumiem vairs nav tik lielas nozīmes, turpretī maz apgūtajās, grūti sasniedzamajās vai vāji pētītajās teritorijās šādi pētījumi ir nozīmīgi gan teritorijas ģeoloģiskās uzbūves, gan derīgo izrakteņu izvietojuma noskaidrošanai. Mūsdienās stratigrāfisko pētījumu īpatsvars pieaug hemostratigrāfijā, biostratigrāfijā un secību stratigrāfijā, kas palielina iespējas precīzāk interpretēt Zemes evolūcijas gaitu. 21. gs. intensīvi attīstās citu kosmisko ķermeņu virsmas stratigrāfijas pētījumi, piemēram, Marsa stratigrāfija.

Stratigrāfijas pētījumi un ģeoloģisko karšu veidošana pārsvarā notiek dažādu valstu ģeoloģijas dienestos: ASV ģeoloģijas dienestā (U.S. Geological Survey, USGS), Britu ģeoloģijas dienestā (British Geological Survey, BGS), Lietuvas ģeoloģijas dienestā (Lietuvos geologijos tarnyba), Francijas ģeoloģijas un mineraloģijas pētījumu birojā (Bureae de recherches géologiques et minières, BRGM) un citos. Dažās valstīs pastāv citas organizācijas, kas pilda ģeoloģijas dienesta funkcijas, piemēram, Latvijas vides, ģeoloģijas un meteoroloģijas centrs (LVĢMC), Viskrievijas Ģeoloģijas institūts (Всероссийский научно-исследовательский геологический институт им. А. П. Карпинского, ВСЕГЕИ). Akadēmiskie stratigrāfijas pētījumi notiek arī augstskolās un ģeoloģijas muzejos.

Journal of Sedimentary Research (ASV, Sedimentācijas ģeoloģijas biedrības (Society for Sedimentary Geology, SEPM) starptautisks žurnāls, kopš 1931; 1994.-1995. gadā izdota žurnāla sērija: Section B Stratigraphy and global studies); Lethaia (izdevējs Wiley, kopš 1968); Newsletters on Stratigraphy (izdevējs Schweizertbart, Starptautiskās stratigrāfijas komisijas žurnāls, kopš 1970); Стратиграфия. Геологическая корреляция (Krievija; tiek izdots arī angļu valodā Stratigraphy and Geological Correlation; kopš 1992); Episodes (Starptautiskās Ģeoloģijas zinātņu savienības žurnāls, kopš 1992); Stratigraphy (ASV, kopš 2004); Geological Society of London, Special Publications (Starptautiskās Ģeoloģijas zinātņu savienības  un Londonas Ģeoloģijas biedrības (Geological Society of London) gadagrāmata, kopš 2006).

Stratigrāfijas tapšanā un tās principu ieviešanā nozīmīga ir vairāku Rietumeiropas pētnieku/zinātnieku darbība. Dāņu izcelsmes itāļu ģeologs N. Stēnsens ieviesa Steno un citus principus; itāļu ģeologs Dž. Arduīno nodalīja terciāra un kvartāra sistēmas; vācu zinātnieki J. Lēmans, G. Fiksels un Ā. Verners, kā arī skotu ģeologs Dž. Hatons izstrādāja pirmās stratigrāfiskās shēmas. Par biostratigrāfijas pamatlicēju un "Anglijas ģeoloģijas tēvu” uzskata angļu ģeologu V. Smitu. Paleozoja, mezozoja un kainozoja sistēmu nodalīšanā un aprakstīšanā piedalījās vairāki angļu ģeologi: kembrija atklājējs un viens no devona sistēmas autoriem Ā. Sedžviks, ordovika aprakstītājs Č. Lepvorts, viens no karbona sistēmas atklājējiem, paleontologs V. Konibīrs un viens no karbona sistēmas atklājējiem, mineralogs un ģeologs V. Fīlipss. Skots R. Mērčisons atklāja silūru, piedalījās devona un perma nodalīšanā; vācu ģeologs F. fon Alberti aprakstīja triasu, bet slavenais vācu aristokrāts, ceļotājs un jaunu zemju atklājējs, arheologs, ģeogrāfs un ģeologs A. fon Humbolts nodalīja juras sistēmu. Paleogēna un neogēna sistēmas nodalīja vācu ģeologs K. Naumans  un austriešu ģeologs M. Herness.