Steno argumentierte, dass die chemische Zusammensetzung von Fossilien verändert werden könne, ohne ihre Form zu verändern.
Stenos Arbeiten über Haifischzähne führten ihn zu der Frage, wie ein beliebiges festes Objekt in einem anderen festen Objekt, z.B. einem Felsen oder einer Gesteinsschicht, gefunden werden kann.
Zu den "Festkörpern in Festkörpern", die Stenos Interesse weckten, gehörten nicht nur Fossilien, wie wir sie heute definieren würden, sondern auch Mineralien, Kristalle und sogar ganze Gesteinsschichten oder -schichten.
Er veröffentlichte seine geologischen Studien im Jahr 1669: De solido intra solidum naturaliter contento dissertationis prodromus, oder Vordiskurs zu einer Dissertation über einen Festkörper, der natürlich in einem Festkörper enthalten ist.
Steno war nicht der erste, der Fossilien als von lebenden Organismen stammend identifizierte. Seine Zeitgenossen Robert Hooke und John Ray argumentierten ebenfalls, dass Fossilien die Überreste einst lebender Organismen seien.
Steno schrieb über einige der grundlegenden Prinzipien der Stratigraphie:
- Überlagerung: "...zu der Zeit, als eine bestimmte Schicht gebildet wurde, war die gesamte darauf ruhende Materie flüssig, und daher existierte zu der Zeit, als die untere Schicht gebildet wurde, keine der oberen Schichten";
- Horizontalität: "Schichten, die entweder senkrecht zum Horizont standen oder zum Horizont geneigt waren, waren zu einem Zeitpunkt parallel zum Horizont";
- Seitliche Kontinuität: "Material, das irgendeine Schicht bildet, war kontinuierlich über die Erdoberfläche verteilt, es sei denn, es standen andere feste Körper im Weg";
- Querschnittsdiskontinuitäten: "Wenn ein Körper oder eine Diskontinuität eine Schicht durchschneidet, muss er sich nach dieser Schicht gebildet haben".