Доказательства исторического развития животных, подтверждения их эволюции, получены при изучении ископаемых остатков животных. Объяснили, что чем древнее слои Земли, в которых найдены остатки животных, тем примитивнее древние животные, обнаруженные в этих слоях. Палеонтологи разделяют историю Земли на пять крупных эр. Слои осадочных пород, в которых были обнаружены остатки живых существ, отлагались на протяжении трех последних эр: палеозоя (начался примерно 570 млн лет назад, длился около 340 млн лет), мезозоя (начался около 245 млн лет назад) и кайнозоя (начался около 66 млн лет назад и длится до сих пор). В слоях Земли, которые образовались в палеозое, встречаются остатки рыб, земноводных и пресмыкающихся. Примитивные птицы и млекопитающие появились в конце мезозоя. Современные представители отрядов и семейств птиц и млекопитающих появились только в кайнозое. Таковы палеонтологические доказательства эволюции животного мира.
