Gidsfossielen zijn fossielen die karakteristiek zijn voor een bepaalde laag in de stratigrafie. Deze worden veel gebruikt voor onderzoek naar de biostratigrafie. Geschikte gidsfossielen zijn fossielen die een beperkte verspreiding in de tijd hebben, een groot verspreidingsgebied hebben en niet zeldzaam zijn. De beste gidsfossielen zijn snel geëvolueerd en hebben een korte levensduur. Aan de hand van gidsfossielen kunnen op een snelle en eenvoudige wijze lagen worden gedateerd. Voor een uitgebreidere datering is het belangrijk om verschillende dateringsmethoden te combineren.

Graptolieten zijn belangrijke gidsfossielen in het Siluur en Ordovicium tijdperk. Ammonieten zijn belangrijke gidsfossielen voor het Jura en Krijt tijdperk. Vroeger gebruikte men vooral macrofossielen, zoals ammonieten en graptolieten. Tegenwoordig worden vooral microfossielen zoals conodonten en foraminiferen gebruikt. Voor datering van gesteentemonsters uit bijvoorbeeld boringen gebruikt men liever microfossielen, omdat die vele malen meer in een klein monster voorkomen.