脊椎動物化石不像無脊椎動物化石那麼常見，因為脊椎動物生活在陸地上，不易形成化石，而且它們的演化比無脊椎動物晚得多。魚是最早出現的脊椎動物，有些可始於寒武紀。它們在志留紀和泥盆紀快速演化，逐漸演化為最早出現於泥盆紀時代的兩棲動物，隨後恐龍興盛於中生代，最後哺乳動物繁盛起來。

歐美頭甲魚類動物

這種魚發現於泥盆紀地層，具有粗大的頭甲，身體長可達25釐米，被骨質鱗片覆蓋。早期魚形脊椎動物

這是一種原始的、無頜的、扁形魚類，被齒狀鱗片覆蓋，長達12釐米，發現於泥盆紀岩層中。肉鰭魚

這種晚泥盆紀魚粗壯肉鰭具有骨骼，與那些陸生脊椎動物的四肢相似。沙甲魚

這是一種無頜原始魚，具有扁形頭甲。僅見於泥盆紀地層。鯊魚牙

這種新生代鯊魚鋸齒狀的牙齒，可以輕易切開皮肉。盾皮魚

這是一種已經滅絕的泥盆紀盾皮魚，它巨大的頭盔和軀甲及棘刺狀胸鰭。堅頭螈兩棲動物

這是一種像蠑螈一樣的二疊紀兩棲動物，在它頭顱的兩側具有突出的瘤，長可至1米。魟

發現於始新世地層，日鰩是一種原始的魟，長可至約30釐米，具一副軟骨骨架。鰷魚群

發現於中新世地層，是已滅絕的、與現代的硬骨魚相似的雅羅魚屬或鰷魚的一種，它可長至6釐米長。原始蛙

見於中新世地層類的一種。它長可至15釐米，與現代蛙類有相似的特徵，如都具長長的後肢。巨型食肉硬骨魚的頭骨

這是一種來自晚白堊系地層的硬骨魚，具發達肌肉和大大的門齒，是海洋食肉動物。巨大的巨蜥

這是一種巨大的巨蜥，可長至7米，發現於更新世時代的地層中。異齒龍頭骨

異齒龍背上具帆狀結構，是一種生活在二疊紀的哺乳動物早期近親。高高的頭顱和短的吻部說明其咬力很強。犬齒獸頭骨

犬頜獸是一種具粗壯頭骨和有力犬齒的食肉動物，屬於早期哺乳動物犬齒獸類，發現於三疊紀地層。蛇頸龍鰭足

稜長頸龍可生長至8米，是一種來自侏羅紀時代具有長頸的蛇頸龍類。二齒獸頭骨

這種無齒的植食動物屬於二齒獸類，是二疊紀和三疊紀時代的哺乳動物近親。海龜頭骨

海龜見於中生代至近代的岩石中。巨眶海龜具有厚重外殼且被發現於始新世地層。巨型地雀頭顱

這是一種高達2.5米高的食肉動物，是一種無法飛行的鳥，具強有力的喙，見於中新世岩石中。最早的鳥類

始祖鳥是已知的最早出現的鳥類，科學家只在德國的侏羅紀地層中發現極少始祖鳥化石。早期馬牙

現代馬的祖先，像狗一樣大小、具多個腳趾。見於始新世地層中，具有低冠臼齒。劍齒虎頭顱

巨大彎曲的犬齒是洲劍齒虎的典型特徵，它的大小與老虎相似，生活在更新世時期。早期大象下頜

該化石被發現於始新世至漸新世地層中，始乳齒象有2.5米高，在它的上頜具有長長的象牙，身軀較小。類人猿頭顱——非洲原康修爾猿

非洲大陸上最早發現的類人猿化石，原康修爾猿產自中新世地層。南美有蹄類

可長至約2.7米高，箭齒獸具有健壯的身體、與河馬一樣的頭骨。它生活在上新世至漸新世時代。