У книзі «Основи геології» він довів, що рельєф Землі сформувався у геологічному минулому не внаслідок гіпотетичних катастроф, а під дією поступових геологічних процесів, які тривають й понині. Чарльз Лайєль — основоположник принципу актуалізму.