Hồ sơ hóa thạch đề cập đến việc thu thập bằng chứng vật lý và nghiên cứu mà các nhà cổ sinh vật học và địa chất học đã sử dụng để chứng minh tính xác thực của thuyết tiến hóa. Bằng chứng vật lý trong mẫu hóa thạch đến từ di tích hóa thạch của động vật thời tiền sử .
Thay vì là một tập hợp các bằng chứng cụ thể chính thức, hồ sơ hóa thạch chỉ đơn giản là đề cập đến các bằng chứng tập thể tồn tại ở dạng vật chất và nghiên cứu chứng minh sự tồn tại của quá trình tiến hóa. Khi hóa thạch của các loài động vật cụ thể được tập hợp theo thứ tự thời gian, chúng chứng minh sự phát triển của một loài theo thời gian. Ví dụ, hóa thạch sò điệp cho thấy loài vật này đã từng bước phát triển qua hàng nghìn năm.
