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。