Tarih öncesi çok eski çağlarda toprak altına gömülüp kalmış, değişik bir yapı ve görünüş alarak adeta " taşlaşmış " hayvan ve bitki kalıntıları "fosil" diye tanımlanır. Fosilleri bulunan ilk bitkiler 500. 000. 000 yıl önceden kalmış yosunlar ve bakterilerdir. Sözkonusu fosillerin incelenmesiyle,dünyada var olduğu bilinen ilk bitki türlerinin mavimsi yeşil,yeşil, kırmızı,kahverengi yosunlardan ibaret bulunduğu anlaşılmıştır.
Fosiller, insanın kendi geçmişini ve milyonlarca yıl önce yaşamış olan hayvanların, bitkilerin türlerini, niteliklerini incelemek bakımından büyük ölçüde yarar sağlar. Fosillerin incelenmesine ve daha başka yöntemlere, uygulamalara dayanarak bu konuda bilgi edinmemizi sağlayan bilim dalı "paleontoloji" adını taşır.
Bilimsel bir açıdan bakılacak olursa,fosiller milyonlarca yıl önce gömülüp kalmış gövdelerin kalıntıları değildir. Gerçekte üç tür fosil vardır. Bunlardan biri, herhangi bir organizmanın gerçek gövdesinin parçasıdır. Diğer bir tür fosil vardır ki, bu da gövdenin kalıbı veya modeli niteliğindedir. Bir hayvanın, ya da bitkinin gerçek gövdesinin orada olmamasına rağmen,bu gövdenin kalıbı, modeli kalmıştır. Üçüncü tür fosil, hayvanın çamur ya da balçık tabakası üzerinde bıraktığı "iz" niteliğini taşır. Bir ayak izi, pençe izi vs. görüşündedir.
Organizmanın kendinden kalıntı niteliğindeki fosil, sadece kabuk ya da iskelet yapısında olur. Organizmanın yumuşak kısımları bozuşmuştur. Buna rağmen,yapısının %99'u su olan ve kayalıklar içinde mükemmel fosiller bırakan
" mürekkep balığı" türünden yumuşak gövdeli hayvanların varlığı bilinmektedir. Gene bunun gibi,buzdan kalıplar içinde bulunan belirli bazı fosillerde sadece iskelet değil, kemiklerin üzerindeki et ve deri de bozulmaksızın kalmıştır.
Fosillerin incelenmesinde büyüklük ve küçüklüğün önemi yoktur. Milyonlarca yıl önce yaşamış çok küçük bazı hayvancıkların fosilleri,kehribar içinde mükemmelen muhafaza edilmiş durumda bulunabilir. Hayvanların fosillerinin muhafaza edilebilmesi şansı ve oranı,daha ziyade bu hayvanların yaşadıkları çevre-ortamla ilgilidir. En yaygın ölçüde bulunan fosiller suda yaşayan hayvanlara aittir. Bunların gövdeleri tez zamanda çamurla kaplanmış ve bozuşmaksızın korunabilmeleri mümkün olmuştur. Karada yaşayan hayvan ve bitkiler için, onların bozulmaları bakımından büyük rol oynayan su ve hava unsurlarının etkileri söz konusudur.
Fosillerin dikkatle ve bilimsel yöntemlerle incelenmesi sonucu, milyonlarca, yüz milyonlarca yıl önce yaşamış olan hayvanın hayatı hakkında bilgi edinebiliriz.Nitekim belirli kayalardan alınan fosillerin incelenmesi, bize milyonlarca yıl önce bir "Sürüngenler Çağı" olduğunu öğretir. Bu çağda uzunluğu (boyu) 25 metreyi, ağırlığı 40 tonu bulan "sürüngen" bazı hayvanların yaşadığına ilişkin bilgi verir. Sözkonusu hayvan "dinozor" dur
Deniz hayvanlarının fosilleri genellikle kireçtaşında,kara hayvanlarının fosilleri ise kumtaşı ve balçık kökenli kayalarda bulunur. Fosillerin bulunduğu toprak tabakaları ve kayalar, genel olarak, suların sürükleyerek alçaklıklara yığıştırdığı sertleşmiş kumlardan, toprak birikintilerinden oluşmuştur.
Evrim teorisiyle ilgili en güvenilir bilgiler fosillerin incelenmesiyle elde edilebilmektedir. Bitki ve hayvan fosilleri dışında,ilk insanlardan kalma fosiller de bulunmuştur.Bu fosillerden bir kısmında insanla kıyaslanmaya meydan bırakmayacak kadar ilkel nitelikler vardır.