Oggi sulla Terra esistono milioni di specie, e se includiamo quelle estinte nella storia geologica, il numero supera i miliardi. Hanno forme e dimensioni diverse, alcune con strutture molto semplici, altre estremamente complesse. Non sono state create da una divinità soprannaturale, ma si sono evolute gradualmente a partire dai procari più semplici. Le prove dell'evoluzione biologica si possono trovare nei fossili.
Circa 3,5 miliardi di anni fa, sulla Terra apparvero i procari più semplici e primitivi (cellule unicellulari composte da una membrana cellulare, una parete cellulare e un protoplasma), i cianobatteri (noti anche come alghe blu). Fino a 2,5 miliardi di anni fa, i fossili di procari sono stati trovati solo negli strati geologici della Terra. Se i fossili di eucarioti (cellule dotate di membrana cellulare, citoplasma, organelli e nucleo) trovati negli strati geologici di 2 miliardi di anni fa sono attendibili, l'emergere degli eucarioti dovrebbe risalire almeno a 2 miliardi di anni fa. Successivamente, sono emersi i fossili degli animali più primitivi, discendenti delle alghe. I primi animali e le prime piante non differivano molto, come le alghe filamentose, che secondo alcuni studiosi erano chiamate gonodendri, poiché si muovevano con flagelli.
Negli strati geologici successivi, sono stati trovati fossili di vermi, seguiti da fossili di emicordati o cordati, pesci vertebrati (come il pesce Kunming del Cambriano in Cina), anfibi e rettili, e infine fossili di mammiferi (inclusi gli esseri umani) e uccelli. In ogni fase dell'evoluzione biologica, si possono trovare molte prove fossili. Pertanto, i fossili hanno fornito a Darwin indizi unici della storia passata dell'evoluzione biologica e, messi insieme, hanno aiutato gli scienziati a tracciare l'"albero della vita" della storia geologica. Sebbene questo albero della vita non sia completo, senza i fossili non potremmo capire quando e come si sono evoluti i diversi organismi del passato e del presente, né chi fossero i loro antenati.
Ancora più importante, i fossili forniscono indizi e prove di molti anelli mancanti dell'evoluzione biologica, come i fossili di dinosauri pennuti, dell'Archaeopteryx, del cavallo a tre dita e di numerosi fossili umani antichi, che sembrano permetterci di vedere con i nostri occhi il processo miracoloso dell'evoluzione biologica. Pertanto, sin dalla teoria dell'evoluzione di Darwin, i fossili sono stati la prova più forte e diretta a sostegno di questa teoria.