Fosiller, evrim tarihini keşfetmenin en heyecan verici yöntemlerinden birisidir. Bugüne kadar keşfedilen on binlerce fosil, evrim tarihindeki birçok detayı aydınlatmakla birlikte, istisnasız olarak her biri, evrimsel biyolojinin öngörülerini doğrulayacak kanıtlar olarak kayda geçmiştir. Bu açıdan evrimsel biyoloji ile, fosilleri gün yüzüne çıkan paleontoloji ve antropoloji arasında çok yakın bir ilişki olduğu söylenebilir. Evrimsel biyoloji, türlerin tarihini aydınlatma konusunda bakmamız gereken detaylar açısından yön gösterir, paleontoloji ve antropolojinin çıkardığı fosiller, evrimsel öngörüleri sınamak adına bu potansiyel fosilleri arar ve bulur. Tabii ki fosil araştırmalarının tek amacı evrimsel geçmişi aydınlatmak değildir; türlerin biyolojisine, fizyolojisine, anatomisine yönelik birçok detayı keşfetmemizi ve bir yerde "kendimizi daha yakından tanımamızı" da sağlar.
Dünya’nın yüzeyi sabit gibi görünse de geçen 4,6 milyar yıl içerisinde ciddi ölçüde değişmiştir. Dağlar oluşmuş ya da aşınmış, kıtalar ve okyanuslar kaymış ve Dünya kimi zaman çok soğuk ve tamamen buzlarla kaplı kimi zaman da daha sıcak ve buzların yok olduğu dönemler geçirmiştir. Bu değişiklikler o kadar yavaş gerçekleşir ki bir insanın yaşamı boyunca fark edilemezler, ancak şu anda bile Dünya’nın yüzeyi hareket etmekte ve değişmektedir. Bu değişiklikler olurken, organizmalar evrim geçirmiş ve bazılarının kalıntıları fosil olarak korunmuştur.