Các nhà khoa học có thể xác định sự xuất hiện và phân bố của một loài trong quá khứ cách đây hàng triệu năm là nhờ nghiên cứu bằng chứng hóa thạch thu thập được. Hóa thạch là tàn tích như xương, xác sinh vật trong hổ phách, trong băng tuyết hay dấu vết của sinh vật trong các lớp đá hoặc các sinh vật đã bị hóa đá. Hóa thạch là bằng chứng trực tiếp cho thấy sinh vật từng tồn tại, tiến hóa như thế nào theo thời gian cũng như vị trí phân bố của chúng trên Trái Đất.