化石是地质历史时期各类生物（包括人类）的遗体、遗骸、遗迹以及它们的遗物的总称，它是生命历史的记录。它可以告诉人们远古生命的形态、起源以及发展变化的过程，还为人们研究古地理、古气候、古天文以及寻找地下资源提供可靠的依据。
庆阳地处鄂尔多斯内陆盆地，三趾马红土和黄土堆积很厚，在这堆积中，保存着十分丰富的古生物化石，特别是古脊椎动物化石埋藏丰富。被载入史册的“环江翼龙”、举世闻名的“黄河古象”都出土于庆阳境内。
庆阳是我国古生物化石资源尤为丰富的地区之一，1920年法国学者桑志华在庆阳第一次采用现代地层古生物学方法进行发掘，揭开了中国古脊椎动物研究的序幕。
“环江翼龙”发现于我市庆城县三十里铺环江东岸，是我国境内发现的第三个最完整的翼龙化石。“黄河古象”出土于合水县板桥乡马莲河西岸，是目前全世界发现最大最完整的剑齿象化石。庆阳市境内发现多处古生物化石点，化石标本主要有蒙古黄鼠、仓鼠、古中国野牛、三趾马、长颈鹿、犀牛、大象等数十种。我市各县博物馆均有化石收藏。
从化石研究表明，庆阳在遥远的中生代就生活着许多相貌奇特的古脊椎动物，到了新生代，庆阳大地上曾多次出现热带和亚热带气候，那时湖泊浩渺，树木繁茂，花草盈野，物种繁盛，呈现出一派古生物的天然伊甸园景象。
1、西峰巨家塬化石点
西峰巨家塬化石点位于西峰区温泉乡巨家塬村东部临沟的坡面上，东、南、北三面临沟，西面靠塬，分布面积约5万平方米，当地群众称此地为“龙骨沟”。
1963年和1974年，中国科学院地质研究所和华北地理研究所及中国科学院古脊椎动物与古人人类研究所贾兰坡教授和省、市文物部门对遗址进行了两次发掘考古，获取了一批哺乳动物化石标本，采取了一些旧石器，所采集的石器和化石均埋藏于灰绿色淤泥层中。出土的旧石器主要有石核和石片及尖状器；出土的化石有披毛犀、蒙古野马、野驴、普氏羚羊、河套大角鹿、纳马象、赤鹿、原始牛、恰克图转角羊、水牛等均属于莎拉乌苏动物群的成员，与河南新蔡及河北迁安的动物群也是基本相当的，其时代为更新世晚期。
该化石点地层剖面清楚，动物化石标本和石器丰富，是陇东地区发现的一个最完整的地层剖面，也是地质地理和考古界划分地层的一个标准地点，它的研究中国旧石器时代的考古学有着重要的科学价值。
2、华池县柔远化石点
华池县柔远化石点位于华池县柔远镇西北0.5公里处在崖面上，在淡灰黄色粉质粘土层中发现的哺乳动物化石有：虎、最晚鬣狗、野驴、普氏野马、披毛犀、赤鹿、普氏羚羊、原始牛。这8种哺乳动物化石中已绝灭的有最晚鬣狗、披毛犀、原始牛3种。披毛犀和原始牛一般多见于晚更新世，而最晚鬣狗是我国晚更新世的标准化石。由此可见，这批化石的时代属于晚更新世。
华池柔远发现的化石中，有披毛犀的下颌骨、环椎、距骨和下颊齿，它们至少代表两个不同年龄的个体。我国晚更新世初期的丁村动物群和晚更新世中期的萨拉乌苏动物中，都有较多的披毛犀化石发现，但晚更新世后期的马兰黄土中，披毛犀化石却相当贫乏，说明晚更新世后期，当马兰黄土在华北大面积沉积时，可能这种动物经受不了风沙的袭击，退居到黄土高原上残留的几个少数岛状的林地边缘了。
3、环县楼房子化石点
环县楼房子化石点位于环县曲子镇楼房子村甘水湾组1公里处东侧沟边，面积约90平方米，遗址内沟崖坍塌严重。1963年、1974年西北大学地质系、省博物馆先后两次对该化石点进行过发掘。在柏林沟第二级阶地上的灰绿色淤泥砾石层中，出土了大批哺乳动物化石及较多的旧石器。哺乳动物化石有：最后鬣狗、犬科、虎、披毛犀、野马、野驴、马、猪、加拿大马鹿、北京斑鹿、河套大角鹿、普氏羚羊、恰克图转角羚羊、盘羊、原始牛。所以采集的近2000件化石分属17个属种，是晚更新世“萨拉乌苏动物群”中常见的类型。
楼房子底部砾石层中，软硬不同的砾石与大小不等的化石搅混在一起，是因为在晚更新世中期时，庆阳的雨量曾一度较充沛，河流发育，湖沼广布，生物兴旺。随后气候变得更趋干冷，湖沼消失，广泛沉积了黄土或黄土状沉积物，不适应气候环境变化的生物相继死亡，有的则向南或他处迁移，是动物化石稀少的主要原因之一。
4、环县刘家岔化石点
环县刘家岔化石点位于环县环城镇高龚塬村刘家岔组，分布在刘家岔沟中段北侧的龙骨拐沟沟口。1977年、1978年，甘肃省博物馆谢骏义与庆阳地区博物馆许俊臣对其进行了考古发掘，在其第四纪晚期地层中发现了大批脊椎动物化石，同时还发现了打制石器。
化石点中脊椎动物化石相当丰富，种类有：鸵鸟、鼢鼠、虎、披毛犀、普氏野马、野驴、河套大角鹿、大角鹿、赤鹿、鹿、普氏羚羊、扭角羊、原始牛、猪，与华北已知晚更新世的几个典型动物群相比，刘家岔出土的化石与内蒙萨拉乌苏动物群最为接近，时代大致相同。
研究资料表明，披毛犀等化石动物群面貌反映出当时陇东为一种稀树草原景观，气候较今寒冷，温度却大于今。在距今一万年前后末次冰期结束，披毛犀完成其历史使命，销声匿迹，整个从地球上绝灭了。
黄河古象化石，1973年出土于甘肃省庆阳市合水县板桥乡马莲河西岸，是迄今发现的全世界保存最完整、个体最大的剑齿象化石。因其出土于黄河流域，被命名为“黄河古象”。
化石身高4米、体长8米、门齿长3.05米，是一头年逾百岁的老年雄性象，生活在距今250万年左右。那时庆阳是辽阔的稀树灌丛草原，气候炎热干燥，和今天非洲撒哈拉大沙漠以南的稀树草原环境相似。
黄河古象骨架复原图
第一节黄河古象的发现和发掘
1973年1月，合水县板桥公社田窑大队穆旗生产队在马莲河畔挖砂的民工首先发现一对粗壮的大象门齿，当时他们还弄不清这“龙骨”是什么，当即封存了现场，报告了县文化馆，并逐级上报有关部门。4月5日至5月17日，由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所、甘肃省博物馆、庆阳地区文化馆和合水县文化馆分别派人员组成发掘队进行科学发掘。由于当地政府部门的支持，同时也得到当地地质勘探部门在物质和技术上的援助，使得发掘工作顺利进行。经过35天的发掘，一具完整的古象骨架展现在人们眼前，随后运送至北京。
黄河古象复原图
1973年6月至1974年6月，中科院的院士们对这具古象化石进行了修复、装架和研究。古象经装架修复后，身高4米、体长8.米、门齿长3.05米。这是世界上保持最完整的剑齿象化石，就连长度20公分的舌骨也保留了下来，甚至在100多块脚趾骨上，直径只有3厘米的末端趾骨都完好无损。
第二节象类的进化
遥远的地质历史时期，象类非常繁盛。大象最早的祖先是始祖象，以后逐渐出现了恐象和真象两大类群，在真象里分化出长颌乳齿象和短颌乳齿象。黄河象以及我们现在看到的大象都是由长颌乳齿象演化而来的。随着地质年代的演变，而后大部分象类逐渐灭绝，到现在种类已经很少，开始走向衰落，只剩下非洲象和亚洲象两种。
象类进化示意图
亚洲象与非洲象的区别
环江翼龙化石，1978年5月出土于庆城县三十里铺乡环江东岸的石板层中，被古生物界命名为“庆阳环江翼龙”，该化石是继我国内蒙古和新疆之后发现的第三个完整的翼龙化石。它状若蝙蝠，身无羽毛，有着光滑而有褶皱的大“翅膀”，两翼展开宽达两米多，只能滑翔不能远飞，可以水陆游走，以捕食小鱼为生。推测一亿多年前庆阳大地上湖泊、沼泽密布，岩石、森林连绵，翼龙就栖身于此。
环江翼龙化石骨架复原图
第一节环江翼龙的发现和研究
1978年4月，原庆阳县三十里铺公社的几位农民在环江东岸炸取石料，青年农民麻小阳意外地发现在炸开的石块之上有清晰可见的图案。它就是生活在一亿四千万年前的恐龙的一种——翼龙。因这具翼龙化石发现于环江，故被古生物学界定名为“环江翼龙”.
环江翼龙属原始的翼手龙类，翅膀展开后有两米多长，能借助翅膀滑翔在空中飞行，也能在地上行走，在湖泊中游泳。它有坚硬的牙齿，以捕食活鱼为主。环江翼龙化石的发现，证明了早在一亿多年前，庆阳一带曾是湖河密布、丛林繁茂、巨兽出没的地方。
环江翼龙化石的发现，是中国古动物学界，特别是翼龙研究学的一件大事。这是因为保存行走在陆地的恐龙化石十分丰富，而翼龙化石却格外贫乏和稀少，在我国更是稀缺和罕见。庆阳翼龙发现之前，仅仅在新疆准噶尔发现过翼龙化石，尚且是白垩纪的翼龙，而庆阳翼龙是比准噶尔翼龙更早、更原始的晚侏罗纪翼手龙类翼龙。
环江翼龙的头骨长、颈长、牙齿多而较纤细，尾短，这些形态特征表明它较准噶尔翼龙原始。因此，环江翼龙化石应属于晚侏罗纪。环江翼龙化石的发现，为研究庆阳远古地理环境和古气候提供了珍贵的资料。
环江翼龙复原图
第二节中国翼龙化石分布
翼龙是与恐龙同时代的，是会飞的爬行动物，它们不属于恐龙，却是恐龙和鳄类的远亲。翼龙大约是从二亿多年前的三叠纪末开始适应空中生活的，是地球历史上最早克服地球吸引力的脊椎动物，并在地球上生活了将近1.6亿年，最后与其同时代的恐龙类及其它爬行动物同时灭绝于约6500万年前的白垩纪末期。
化石充当记录生命演化的角色，是推断古环境的可靠依据。若在野外石灰岩中发现了珊瑚化石，就可以肯定为海洋产物；今日坚硬的石灰岩，昔日则是海洋洋底；在一些开采煤矿的地层中发现大量的树叶、树杆、树根，甚至花果之类的化石，那就可以断定是古森林遗址；若在中生代地层中发现恐龙类化石，则表明大约在1.3亿—7000万年前，此处湖泊浩渺，树木繁茂，景色宜人，一派热带、亚热带风光。与此相反，若在新生代的地层中发现了披毛犀或猛马象的化石，就可以推想这里当时曾出现过类似冻土地带的严寒气候……
亘古亿万年，沧海沉浮，鱼龙变幻。古生物化石就是这些沧海桑田变化的历史见证。
通过对古生物化石的了解，对生物的演化、地史变化的研究，使我们更好的了解人类自身在自然界中的位置，了解环境，更好的保护环境，构建人与自然的和谐，对人类社会的发展有着重要的意义。