保存为化石的生物体具有能反映生物生长节律的骨骼结构，如珊瑚化石表壁上的生长环脊和生长环纹，软体动物和腕足动物化石壳表上的生长纹，叠层石、藻类和某些层孔虫的生长纹层等；研究和统计这些生长纹层，可推算各地质时期每年和每月的天数，每天的时数，进而估算出地球自转速度的变化和月亮与地球距离的变化，故名。据研究，泥盆纪某类皱纹珊瑚的表壁上，在代表年生长周期的环脊之间，约有400条环纹，而石炭纪的只有385～390条。这些生长环纹的出现与一昼夜间的环境变化是相对应的，因此，其条数代表当时一年的天数。同样，根据珊瑚化石表壁上代表月生长率的环脊数，可推算出当时一年的月数和每月的天数。由于地球公转一周的时间在整个地质时期内变化不大，因此又可推算出当时每天的时数，如泥盆纪一天为21.9小时，石炭纪为22.6小时，说明地球自转速度在逐渐减慢。古生物钟的研究开拓了古生物学研究的新领域，也发展了与天文学、古气候学、地球物理学等相互渗透与结合的关系。
