Om du verkligen vill veta kan jag varmt rekommendera Bruce Triggers Arkeologins idéhistoria - en bra och faktiskt ganska lättläst bok.
Det korta svaret är att det berodde lite på tid och plats, men att det rörde sig främst om "relativ datering", dvs äldre än/yngre än.
I Sverige insåg man ganska snabbt att någon sorts landhöjning skett och att man kunde datera stenåldersboplatser relativt bra genom att se vilka som låg högre resp lägre - iallafall om de hade benmaterial som tydde på att de varit strandbundna. Det kombinerades med typologiska studier av keramik, yxor och metallföremål där Montelius var en föregångare även internationellt. Gravfält kunde ge ungefärliga serier av föremålens förändring över tid genom att jämföra de olika gravgåvorna i gravarna, samt gravarnas position på gravfält (de på ytterkanterna var yngre osv).
Klassiska arkeologer runt Medelhavet arbetade sig bakåt delvis, från lämningar med vissa historiska källor till de med olösta sktiftspråk, till de helt utan skriftspråk - längre ned i de stratigrafiska lagren. Det kunde sedan jämkas mot andra platsers stratigrafier. Man försökte också få ihop detta med de mer eller mindre realistiska kungalängderna över grekiska monarker, mesopotamiska regenter och egyptiska faraoner. Det var en fråga om att börja från en känd tidshorisont och arbeta sig bakåt.
Ofta var man förvånansvärt skickliga - vissa felsteg blev det, men mycket kunde fixas till ganska bra redan innan C14 dök upp. Vad man däremot hade svårt att göra var att inse hur lång tid varje fas egentligen representerade, och att binda samman de bättre kända kronologierna kring medelhavet med de sämre kända i norra Europa. Man utgick t ex från att de stora megalitgravarna var inspirerade av pyramiderna i Egypten. Renfrews banbrytande C14-dateringar av dessa visade att megaliterna faktiskt är tusen år äldre än de stora pyramiderna, vilket försköt hela förhistorien i Europa rejält.
Mycket som man trodde skett parallellt var olika faser. Istället för några hundra år mellan megaliter och bronsålder i Europa visade det sig vara nästan 2000 år. Men även många medelhavsfaser visade sig vara äldre än väntat.