1669. je Niels Stensen (1638-1686), poznatiji tada i sada po latiniziranom imenu Nicolaus Steno, formulirao nekoliko osnovnih pravila koja su mu pomogla da shvati stijene Toskane i različite predmete sadržane u njima. Njegov kratki preliminarni rad, De Solido Intra Solidum Naturaliter Contento - Dissertationis Prodromus (Privremeno izvješće o čvrstim tijelima koja su prirodno ugrađena u druge čvrste tvari) uključila je nekoliko prijedloga koji su od tada postali temeljni za geologe koji proučavaju sve vrste stijena. Tri od njih poznata su kao Stenovi principi, a četvrto je opažanje na kristalima poznato kao Stenov zakon. Ovdje su citirani navodi Engleski prijevod iz 1916. godine.
"U vrijeme kad se formirao bilo koji određeni sloj, sva stvar koja je počivala na njemu bila je fluidna, i, prema tome, u vrijeme kada se formirao donji sloj, nije postojao nijedan gornji sloj."
Danas taj princip ograničavamo na sedimentne stijene, koje su se u Stenovo vrijeme razumijevale drugačije. U osnovi, zaključio je da su stijene položene u vertikalnom redoslijedu baš kao što su sedimenti postavljeni danas, pod vodom, s novim na vrhu stare. Ovaj princip omogućava nam da spojimo sukcesiju fosilnih života koji definiraju
velik dio geološke vremenske ljestvice."... slojevi ili okomiti na horizont ili naklonjeni njemu, u jednom su trenutku bili paralelni s horizontom."
Steno je zaključio da snažno nagnute stijene nisu započele tim putem, već su na njih utjecali kasniji događaji - bilo prevrtanja vulkanskim poremećajima ili pak kolapsa odozdo iz pećina. Danas znamo da se neki slojevi počinju naginjati, ali svejedno, ovaj princip omogućava nam da lako otkrijemo neprirodne stupnjeve nagiba i zaključimo da su oni poremećeni od svog formiranja. A znamo za mnogo više uzroka, od tektonike do upada koji mogu naginjati i savijati stijene.
Ovo je načelo bitno za proučavanje svih vrsta stijena, a ne samo sedimentnih. Pomoću nje možemo razdvojiti zamršene nizove geoloških događaja poput rasjedanja, presavijanje, deformacija i zamjena nasipi i vene.
Drugi se principi često nazivaju Stenovim zakonima, ali ovaj je sam u temelju kristalografije. Objašnjava samo o čemu se radi mineralni kristali koji ih čine prepoznatljivim i prepoznatljivim čak i kad im se ukupni oblici mogu razlikovati - kutovi njihovih lica. To je Stenou dalo pouzdano, geometrijsko sredstvo za razlikovanje minerala jedan od drugog, kao i od kamenih klastova, fosila i drugih „krutih tvari ugrađenih u krute tvari“.
Steno nije pozvao svoj Zakon i svoja načela kao takva. Njegove vlastite ideje o onome što je bilo važno bile su posve različite, ali mislim da ih još uvijek vrijedi razmotriti. Iznio je tri prijedloga, od kojih je prva sljedeća:
"Ako je čvrsto tijelo sa svih strana zatvoreno drugim čvrstim tijelom, od dva tijela koja jedno prvo postalo je tvrdo što u međusobnom dodiru na vlastitoj površini izražava svojstva drugog površinski."
(Ovo može biti jasnije ako promijenimo "izrazi" u "impresionira" i prebacimo "vlastito" s "drugo".) Dok se "službena" načela odnose na slojeva stijena i njihovih oblika i orijentacija, Stenovi su se principi strogo odnosili na "krute tvari unutar krutih tijela". Koja je od dvije stvari došla prvi? Ona koja nije bila ograničena drugom. Tako je mogao samouvjereno to izjaviti fosil školjke su postojale prije stijene koja ih je zatvorila. A mi, na primjer, možemo vidjeti da su kamenje u konglomeratu starije od matrice koja ih zatvara.
"Ako je kruta tvar na svaki drugi način poput druge čvrste tvari, ne samo što se tiče površinskih uvjeta, nego a što se tiče unutarnjeg rasporeda dijelova i čestica, isto će biti kao i u pogledu načina i mjesta proizvodnja... "
Danas bismo mogli reći: "Ako luta kao patka i grmi poput patke, to je patka." U Stenovo je doba dugotrajna rasprava usredotočena na njega zubi fosilnih morskih pasa, poznat kao glossopetrae: je li riječ o izraslima koja su nastala u stijenama, ostacima nekad živih bića ili su to samo čudne stvari koje je Bog postavio tamo da nas izazovu? Stenov odgovor bio je jasan.
"Ako je čvrsto tijelo proizvedeno u skladu s prirodnim zakonima, ono je proizvedeno iz tekućine."
Steno je ovdje govorio vrlo općenito i nastavio je raspravljati o rastu životinja i biljaka, kao i o mineralima, oslanjajući se na svoje duboko znanje anatomije. Ali u slučaju minerala, mogao bi tvrditi da se kristali akumuliraju izvana, a ne da rastu iznutra. Ovo je temeljno opažanje za koje su u tijeku aplikacije magnetske i metamorfne stijene, a ne samo sedimentne stijene Toskane.