隨著技術(shù)進(jìn)步，化石研究正進(jìn)入新階段。成像和化學(xué)分析技術(shù)將揭示更多化石中的隱藏信息。計(jì)算古生物學(xué)通過(guò)三維建模和生物力學(xué)分析，重建古生物的運(yùn)動(dòng)和功能形態(tài)?？鐚W(xué)科整合使化石數(shù)據(jù)能與分子生物學(xué)、發(fā)育生物學(xué)等領(lǐng)域的發(fā)現(xiàn)相互驗(yàn)證。

歷史上一些關(guān)鍵化石發(fā)現(xiàn)徹底改變了我們對(duì)生命歷史的認(rèn)知。始祖鳥(niǎo)化石作為早的鳥(niǎo)類(lèi)之一，展示了羽毛和爬行類(lèi)特征的結(jié)合，是進(jìn)化論的經(jīng)典證據(jù)。提塔利克魚(yú)化石則記錄了魚(yú)類(lèi)向四足動(dòng)物過(guò)渡的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，具有類(lèi)似手腕的結(jié)構(gòu)和簡(jiǎn)單的肺。在中國(guó)發(fā)現(xiàn)的中華龍鳥(niǎo)等帶羽毛恐龍化石，填補(bǔ)了恐龍與鳥(niǎo)類(lèi)之間的演化空白。

傳統(tǒng)化石研究方法包括野外采集、實(shí)驗(yàn)室處理和形態(tài)學(xué)分析。古生物學(xué)家通過(guò)系統(tǒng)的地層調(diào)查和化石采集，獲取研究標(biāo)本。在實(shí)驗(yàn)室中，化石需要經(jīng)過(guò)精心修理（去除圍巖）、加固和復(fù)原。比較解剖學(xué)方法通過(guò)對(duì)比化石與現(xiàn)生生物的形態(tài)特征，推斷其分類(lèi)位置和生物學(xué)特性。