初始全颌鱼　

2010年，专家在云南曲靖古老的志留纪地层中发现了一件保存完好的、兼有盾皮鱼身体特征以及硬骨鱼颌部特征的古鱼化石。经研究，他们将其命名为“初始全颌鱼”。该发现填补了演化“缺失的一环”，揭开了颌骨起源的奥秘。由于全颌鱼是人类颜面部骨骼在演化史舞台上的首次同时登场，因此科学家又通俗地将这一发现称为“古鱼新脸”。

翼龙胚胎　

世界上第一枚翼龙蛋与胚胎化石， 发现于距今约1.21亿年前的我国辽西早白垩世热河生物群，它也是目前世界上业已发现的三枚翼龙蛋之一。自翼龙化石发现220年以来，一直存在着一个悬疑，即：翼龙究竟是卵生的还是胎生的？这一发现和研究，首次确切地揭示了翼龙是卵生的。

孔子鸟　

距今约1.25亿年前的孔子鸟，是世界上已知最早长有角质鸟喙的鸟类之一，同时它还保留了爬行类祖先才具有的完整的双弓型头骨结构，这一原始的特征以及保留的三个指爪等与始祖鸟和恐龙祖先十分相近，也是世界上保存最好、数量最多的化石鸟类之一。

热河鸟　

距今约1.2亿年前的原始热河鸟，是我国境内迄今所发现的最原始的一种鸟类，其原始性仅次于德国发现的始祖鸟，并且代表了已知最古老的特化的食籽的鸟类。它的发现和研究，还首次从鸟类化石角度为鸟类起源于恐龙的假说提供了新的证据。

二连巨盗龙　

距今约8000万年前的二连巨盗龙，属于鸟类的近亲窃蛋龙类，代表一种过渡类型的窃蛋龙类，也是目前世界上发现的最大手盗龙类（一个包括窃蛋龙类在内的似鸟恐龙类群）。

张和兽　

距今约1.2亿年前的张和兽化石，是世界上第一件具有较完整骨架的对齿兽类化石，也是热河生物群中发现的第一件哺乳动物化石。它的颅基部和下颌形态特征表明其听觉器官的发育在哺乳动物演化历史中仍处在比较原始的阶段；四肢的特征说明它采用的是半趴卧的运动姿态，而非现生绝大多数哺乳动物所采用的直立姿态。它的发现为研究早期哺乳动物演化提供了丰富的形态特征信息，为探讨现生哺乳动物类群的系统演化关系提供了可靠证据，同时也揭开了辽西原始哺乳动物研究的序幕。

西藏披毛犀　

在我国西藏阿里地区高海拔的札达盆地发现的距今约370万年前的披毛犀，是目前发现的最原始的披毛犀。该披毛犀及其共生的其他寒冷适应性动物化石的发现和研究，证明在第四纪冰期出现之前的上新世时期，青藏高原已经成为冰期动物最初的演化中心，从而推翻了它们起源于北极圈的假说。

梦幻鬼鱼　

距今约4亿年前的梦幻鬼鱼，是当今最古老的、完整保存的硬骨鱼类化石，同时代表当今最古老的、唯一产自志留纪地层的完整保存的有颌脊椎动物化石。梦幻鬼鱼的发现与研究为探索有颌脊椎动物的早期分化及硬骨鱼类的起源提供了关键化石资料，并为脊椎动物进化中一个重大分歧事件（辐鳍鱼类与肉鳍鱼类的分化）提供了确凿的时间校正点。