第四纪是地质史上时间极短的一个纪，至今尚未终止。第四纪从什么时候开始，没有一致的看法。过去一般认为它的年龄只有100万年左右。近年来由于古人类学和旧石器时代考古学的新发现，以及年代测定技术的发展，人们普遍认为它的年龄要大得多，有的认为是 180～200万年，也有人认为是248万年，还有人认为已经超过了300万年。
长期以来，人们一直在努力寻求放之四海而皆准的第四系的标准地层，但是没有能够实现。因为第四纪的沉积物具有很强的区域性，同一时期，在不同的自然环境里和不同的地貌单元上，可以形成各不相同的地层；不同时期，在相似的自然环境里和同样的地貌单元上，可以形成彼此相似的地层。因此，不可能单纯依据岩石本身的性质来划分第四纪地层。 第四纪通常以气候的更替划分为冰期和间冰期，或雨期和间雨期。但是世界上有许多地方古气候的变化证据是很缺乏的，因此很多地方一直应用脊椎动物和海洋软体动物的古生物方法确定第四纪的分期和地层划分。在古人类和古文化材料丰富的地区，应用人类学和考古学的方法效果是比较明显的。
第四纪海洋动物群变化较慢，尤其是在大洋里，几乎没有什么改变，只有某些高纬度的内海区域，如地中海、里海等地，存在群组的迁移，当冰期来临时，北方寒冷生活条件下的种类向南迁移，而间冰期到来时，它们则又回到了北方。但脊椎动物特别是陆生哺乳动物，进化速度却较快，而且在某一阶段的一定自然地理区域里动物群具有相对的一致性。在第四纪脊椎动物化石中，搜集得最多的是第四纪哺乳动物，其研究也比较详细。因此，第四纪哺乳动物不仅对陆相地层的划分和对比具有重要的意义，而且对恢复当时的古气候和古地理环境，对探讨古人类的生存时代和生活条件等都起着特别重要的作用。 关于第四纪地层的划分世界上没有取得一致意见。中国第四纪地层的划分，按照1959年全国地层会议讨论的草案，第四系包括下更新统、中更新统、上更新统和全新统，其时代分别与第四纪的早更新世、中更新世、晚更新世和全新世各阶段相对应。
与考古学的关系 第四纪地质学是旧石器时代考古研究中必不可少的一项重要内容。因为人类本身就是地质历史的产物，而早期人类的遗迹通常作为地质现象被埋藏在地层之中。由于早期人类的生存几乎完全趋附于自然环境，因此，早期人类的遗迹在地层中的分布是有一定规律的。
