Nauka o geoarheologiji je odgovorna za razjašnjavanje dva fundamentalno međusobno povezana koncepta: prvo, hronologija lokaliteta i drugo, kako je lokalitet nastao. To je suštinska komponenta svakog paleolitskog iskopavanja, jer arheolozi lako pogriješe kada tumače arheološki zapis, misleći da predstavlja ljudsko ponašanje, iako je u stvari izmenjeno fizičkim, hemijskim ili biološkim procesima koji su uticali na lokalitet i promjenio obrazac ostataka ljudskih aktivnosti. Kontrola procesa formiranja lokaliteta je podjednako važna u uspostavljanju hronologije lokacije, koja se obično zasniva na predmetima (kao što su drveni ugalj, kosti, kameno oruđe) na koje su primenjene tehnike radiometrijskog datiranja. Prilikom uspostavljanja hronologije, apsolutno je neophodno osigurati da svaki od ovih objekata bude u svom originalnom kontekstu i da se nije pomjerio kao rezultat erozije, aktivnosti glodara, niti da je izmjenjen drugim faktorima.

U laboratoriji geoarheolozi proučavaju mikrostratigrafiju lokaliteta.

Geoarheolozi imaju važan posao datovanja depozita unutar lokaliteta. Nakon prikupljanja uzoraka sedimenta na terenu, oni ih analiziraju u laboratoriji.