Надежные доказательства эволюции можно получить, изучая тысячи окаменелых остатков животных и растений, которые палеонтологи и геологи обнаруживают в горных породах. Они говорят нам о том, как развивалась жизнь на Земле в течение миллионов и миллиардов лет. Они также повествуют и об изменениях самой Земли. Например, в пустыне Вайоминг, которая в наше время находится выше уровня моря более чем на милю, встречаются останки сотен типов рыб, которые некогда населяли море, плескавшееся в этом районе. Дальше к югу, в Аризоне, есть пустыня, где находят окаменевшие деревья, произраставшие в густых лесах миллионы лет назад. Это доказательство больших климатических изменений, имевших место в прошлом. Когда-то климат здесь был мягким и влажным, но затем превратился в засушливый.

Окаменелости образовались и сохранились до нашего времени благодаря случайному стечению обстоятельств. Обычно организмы поедаются другими организмами или разлагаются. Возможность обнаружить окаменелые останки довольно невелика, еще менее вероятно обнаружить серию остатков, показывающих процесс эволюционного преобразования одного вида в другой. Однако бывают примеры почти полного процесса развития. Обычно это окаменелости животных с раковинами, скелетом или зубами. Например, в осадочных породах возрастом 60 миллионов лет были найдены останки четырехпалого существа размером с кошку. Затем обнаруживались останки их видоизменяющихся потомков, увеличивавшихся в размере. Последняя ступень этого развития — современная лошадь, близкие предки которой попадаются в сравнительно молодых отложениях. Похожую эволюционную последовательность можно проследить и для слона, жирафа, верблюда. Обнаружены более подробные свидетельства эволюции некоторых беспозвоночных, включая моллюсков и иглокожих.

Окаменелые останки неоспоримо доказывают, что жизнь на Земле за миллионы лет постепенно изменялась, один вид превращался в другой. В наше время уже не приходится серьезно сомневаться в истинности теории эволюции и в том, что она происходила всегда, начиная с зарождения жизни.

См. также статьи «Биогеографические свидетельства эволюции», «Сравнительная анатомия», «Биогенетический закон как свидетельство эволюции».