Les fossiles fournissent un enregistrement de la vie sur Terre depuis aussi longtemps qu'un milliard d'années, montrant comment les organismes, les animaux et les plantes ont changé au fil du temps. Ces enregistrements peuvent être datés, ils sont donc un représentation de l'évolution, telle que la façon dont les poissons anciens ont développé un os dans leur mâchoire au fil du temps.
Selon BioLogos, des fossiles datant d'environ 1 milliard d'années montrent que la première vie sur la planète était constituée d'organismes unicellulaires. Les fossiles d'environ un demi-milliard d'années plus tard montrent que ces cellules uniques s'étaient développées en organismes à cellules multiples. En d'autres termes, les fossiles montrent que les organismes ont évolué sur une longue période de temps, passant d'une vie plus simple à une vie plus complexe. Ce schéma s'est poursuivi tout au long de l'histoire, alors que les formes de vie sont devenues de plus en plus complexes.
Un seul fossile est en grande partie inutile comme preuve de l'évolution, mais au fil du temps, les scientifiques ont découvert un enregistrement fossile important de diverses espèces. Ces fossiles sont souvent clairement reconnaissables comme ancêtres des espèces modernes. Les fossiles sont également cohérents dans les régions géologiques, montrant que ces espèces en développement progressif vivaient principalement dans la même zone et permettant aux scientifiques d'étudier plus avant les populations isolées. Les changements incrémentiels sont également bien documentés pour certaines espèces. Par exemple, le dossier évolutif du passage de l'Eohippus préhistorique au cheval moderne est bien documenté ; Eohippus était un petit équidé à quatre doigts qui a vécu il y a 60 millions d'années et s'est progressivement développé pour devenir le grand équidé moderne à un seul doigt.
L'évolution ne se fait pas sur une seule ligne, évoluant d'une forme de vie à l'autre. En fait, selon le site Web du Smithsonian, l'homo sapiens a évolué dans une grande famille d'autres espèces humaines, bien que l'homo sapiens (l'espèce humaine sur la planète maintenant) ait été la seule espèce à survivre.
Bien qu'il y ait des lacunes et d'autres anomalies inexpliquées dans les archives fossiles, la majeure partie des preuves soutient fortement la théorie de l'évolution. D'autres théories avancées, telles que le créationnisme, contredisent fortement les archives fossiles. Les scientifiques continuent d'étudier et d'apprendre sur les fossiles dans l'espoir d'expliquer toute anomalie et d'acquérir une compréhension plus approfondie du processus évolutif, et à partir de 2014, les preuves scientifiques soutiennent l'évolution.