Палеонтологическая летопись - остатки животных и растений, а также следы их жизнедеятельности, сохранившиеся в последовательных слоях осадочных пород.
Палеонтология - основной документ для восстановления истории развития отдельных групп организмов, времени появления и вымирания, темпов эволюции, филогении, расширения и сужения ареалов, миграций. Однако только на основе палеонтологической летописи полная картина развития органического мира не может быть воссоздана, так как не сохраняются некоторые органы организма. Обычно в ископаемом состоянии сохраняется только минерализованный скелет животных, хотя известны редкие находки отпечатков медуз и червей. От некоторых организмов (в частности, от растений) сохраняются разрозненные части (отпечатки листьев, стволы, плоды, пыльца), по которым не всегда удается воссоздать облик целого организма, а иногда даже невозможно определить принадлежность остатка (особенно пыльцы) к определенной группе растений. Возможность сохранения остатков зависит также от образа жизни животных, их обилия и многих других причин. Остатки кистеперых рыб хорошо известны из отложений верхнего палеозоя и мезозоя; считалось, что в мелу группа вымерла. В 1938 году у Коморских островов в Индийском океане обнаружена современная кистеперая рыба - латимерия. Таким образом, для выяснения истории тех или иных групп имеют значение не только массовые, но и единичные находки, так как они могут дать представление о переходных формах и т.п. Например, находки остатков археоптерикса существенно изменили представления об истории класса птиц.