海洋地层学（marine stratigraphy）是海洋地质学的一个分支。研究海底沉积地层的成因类型、形态特征、地理分布、时代顺序及演化、分类等的学科。除采用普通地层学方法外，还特别注重采用生物地层学、年代地层学、磁性地层学、岩性地层学以及火山灰地层学、氧同位素地层学、碳酸盐地层学、事件地层学研究和对比海底地层层序、沉积间断、缺氧事件以及古海洋环境变化等。生物地层学中，常用有孔虫、硅藻、放射虫、孢子花粉及超微化石；年代地层学中，则用钾—氩法、14C、10Be及铀—钍系列放射性测年技术测定沉积物地质年代；由于海底沉积地层保存较完整，已利用沉积剩磁建立系统的地磁年表；海洋岩性地层学，常分析研究火山灰及与气候变动有关的沉积物，如冰川沉积物、硅藻、有孔虫软泥及气候层等。