La litoestratigrafia és una subdisciplina de l'estratigrafia que és la ciència geològica associada amb l'estudi dels estrats o capes de roques. Els principals enfocaments són en la geocronologia, la geologia comparada i la petrologia. En general un estrat serà principalment igni o sedimentari segons com es va formar la roca.
Les capes sedimentàries es disposen per deposició dels sediments associats amb processos de meteorització, matèria orgànica en descomposició (biogènics) o per precipitació química. Aquestes capes es poden diferenciar pel fet de tenir molts fòssils i són importants per l'estudi de la bioestratigrafia. Les capes ígnies poden ser plutòniques o vulcàniques i generalment no presenten fòssils i representen intrusions més modernes dins les antigues.