Steno sosteneva che la composizione chimica dei fossili poteva essere alterata senza cambiare la loro forma.
Il lavoro di Steno sui denti di squalo lo portò a chiedersi come qualsiasi oggetto solido potesse trovarsi all'interno di un altro oggetto solido, come una roccia o uno strato di roccia.
I "solidi nei solidi" che attiravano l'interesse di Steno includevano non solo i fossili, come li definiremmo oggi, ma i minerali, i cristalli, persino interi strati di roccia o strati.
Pubblicò i suoi studi geologici nel 1669: De solido intra solidum naturaliter contento dissertationis prodromus, o Discorso preliminare a una dissertazione su un corpo solido naturalmente contenuto in un solido.
Steno non fu il primo a identificare i fossili come provenienti da organismi viventi. Anche i suoi contemporanei Robert Hooke e John Ray sostenevano che i fossili erano i resti di organismi un tempo viventi.
Steno ha scritto su alcuni dei principi fondamentali della stratigrafia:
- Sovrapposizione: "...nel momento in cui un dato strato si stava formando, tutta la materia che poggiava su di esso era fluida, e, quindi, nel momento in cui lo strato inferiore si stava formando, nessuno degli strati superiori esisteva";
- Orizzontalità: "Gli strati perpendicolari all'orizzonte o inclinati all'orizzonte erano un tempo paralleli all'orizzonte";
- Continuità laterale: "Il materiale che forma un qualsiasi strato era continuo sulla superficie della Terra, a meno che altri corpi solidi non lo impedissero";
- Discontinuità trasversali: "Se un corpo o una discontinuità taglia uno strato, deve essersi formato dopo quello strato".