Een belangrijk element in de definitie van fossielen is het begrip tijd. De tijdgrens die de overgang van een fossiel naar een recent organisme bepaalt, ligt op 10.000 jaar. Een fossiel kan, maar moet niet per se uitgestorven zijn. Hoe ouder, hoe groter de kans dat het uitgestorven is.
De alleroudste fossielen zijn zowat 3,5 miljard jaar oud. Het waren primitieve, microscopisch kleine organismen, bacteriën die nog geen kern hadden. Na de bacteriën kwamen de primitieve ééncelligen, levensvormen met een duidelijk te onderscheiden kern.
Het duurt tot zo’n 650 miljoen jaar geleden alvorens in gesteenten over de hele wereld veelcellige wezens worden aangetroffen. De ware explosie van het leven en de ermee gepaard gaande overvloed aan fossielen met harde skeletdelen dateert uit het Cambrium. Dat gebeurde ongeveer 540 miljoen jaar geleden.
In de enorme tijdspanne van meer dan 3 miljard jaar is het leven geëvolueerd tot wat we nu kennen. Door het bestuderen van fossiele levensvormen is het mogelijk geworden die tijdspanne onder te verdelen in verschillende opeenvolgende geologische perioden. die indeling vormt de Geologische Tijdschaal.
