Некоторые палеонтологические находки, которые считаются ключевыми доказательствами макроэволюции:

• Ископаемые переходные формы. 4 Это вымершие организмы, сочетающие признаки более древних и более молодых групп. 4 Примеры: кистепёрые рыбы — стегоцефалы — земноводные; пресмыкающиеся — археоптерикс — птицы; пресмыкающиеся — звероящеры — млекопитающие. 4
• Остатки вымерших семенных папоротников. 3 Такие находки позволяют решить вопрос об эволюции современных голосеменных. 3
• Группа зверозубых рептилий, найденная на берегах Северной Двины. 1 Эти организмы совмещали признаки млекопитающих и пресмыкающихся. 1 Зверозубые рептилии имеют сходство с млекопитающими в строении черепа, позвоночника и конечностей, а также в делении зубов на клыки, резцы и коренные. 1
• Обнаружение трёхпалого и пятипалого предполагаемых предков современной лошади, имеющей один палец. 3 Это доказывает, что у предков лошади было пять пальцев на каждой конечности. 3

На основании палеонтологических находок были выстроены филогенетические ряды — ряды видов, последовательно сменяющих друг друга в процессе эволюции. 3 Примеры: филогенетический ряд современной лошади, филогенетический ряд человека, филогенетический ряд хоботных. 4