Biomakromoleküle sind hochmolekulare organische Moleküle, die in Lebewesen vorkommen, wie z. B. Proteine, Nukleinsäuren, Lipide und Zucker. Biomakromoleküle sind die Grundbausteine des Lebens und besitzen in Lebewesen wichtige biologische Aktivitäten und Funktionen. Darunter sind Nukleinsäuren der zentrale Träger für die Speicherung und Übertragung von genetischer Information; Proteine haben vielfältige Funktionen und können sowohl bei der Zellbildung als Katalysator wirken als auch am Stoffwechselregulationsprozess beteiligt sein; Zucker sind sowohl Energiespeicher als auch Bestandteile der Zellstruktur; und Lipide sind die Grundbausteine der Zellmembranen. Diese Biomakromoleküle bestehen aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff, die durch verschiedene chemische Bindungen miteinander verbunden sind.
Nach langen Jahren sind fossile Biomakromoleküle, die unter geologischen Bedingungen erhalten geblieben sind, oft in Form von Kohlenwasserstoffgerüsten aus Lipidverbindungen vorhanden. Diese Derivate werden häufig als Biomarkerverbindungen oder Molekularfossilien bezeichnet. Derzeit umfassen die Untersuchungen von Biomarkerverbindungen vier wichtige biochemische Komponenten - Proteine (einschließlich Nukleinsäuren), Zucker (einschließlich Chitin), Lipide und Lignin, von denen Lipide und Proteine am weitesten erforscht sind. Biomarkerverbindungen können Wissenschaftlern dabei helfen, fossile Aufzeichnungen zu ergänzen oder zu verbessern, und ihre Kohlenstoff- und Wasserstoffisotope zeichnen auch den Standort und die Rolle der Mutterorganismen in alten Ökosystemen, den chemischen Hintergrund der umgebenden Elemente und die Evolutionsgeschichte der Temperaturen in der Antike auf. Heutzutage spielen Biomarkerverbindungen eine äußerst wichtige Rolle bei der Erforschung des Ursprungs des frühen Lebens auf der Erde, bedeutender geologischer Ereignisse im Leben und der Rekonstruktion von Zeiträumen, in denen traditionelle fossile Aufzeichnungen fehlen.
In von Lebewesen gebildetem Öl können einige fossile Biomakromoleküle enthalten sein, und einige Biomarkerverbindungen stehen in engem Zusammenhang mit bestimmten lebenden Tiergruppen. Durch Vergleichsuntersuchungen haben Wissenschaftler ein tieferes Verständnis der Evolutionsgeschichte dieser Organismen erlangt. Zum Beispiel sind Chlorophyten und Diatome wichtige Sauerstoffproduzenten auf der Erde, und ihre frühesten fossilen Aufzeichnungen stammen aus dem mittleren Trias und der Jurazeit. Aber molekulare Fossilien, die von diesen Algen abgeleitet sind, wie Phytosterole und 24-Hydroxysterole, zeigen eine hohe Konzentration in Gesteinen aus der mittleren Trias und der Jurazeit. Basierend auf der Verteilung von Trisphytosterolen schlagen Forscher vor, dass die Vorfahren von Chlorophyten möglicherweise im Devon oder Präkambrium aufgetaucht sind. In spätordovizischen Gesteinen aus dem westlichen Shanxi wurden organische Strukturen (organische Wände), die in Form und Ultrastruktur mit Chlorophyten ähnlich sind, sowie Chlorophyten-Biomarkerverbindungen - Phytosterole - gefunden. Dieses Ergebnis bringt die Aufzeichnung von Molekularfossilien von Chlorophyten um 100 bis 400 Millionen Jahre vor und die mögliche Aufzeichnung von physischen Fossilien um 700 bis 900 Millionen Jahre vor.