เมื่อ พ.ศ. ๒๕๑๙ นักธรณีวิทยาของประเทศไทยได้พบกระดูกที่กลายเป็นหินขนาดใหญ่มากท่อนหนึ่งในเขตอำเภอภูเวียง จังหวัดขอนแก่น จากผลการศึกษา ทำให้ทราบว่า เป็นกระดูกของไดโนเสาร์พวกกินพืชพันธุ์ซอโรพอด ไดโนเสาร์พันธุ์นี้ เมื่อโตเต็มที่จะมีความยาวประมาณ ๑๕ เมตร มีคอยาว หางยาว เดิน ๔ เท้า นับเป็นการค้นพบซากไดโนเสาร์เป็นครั้งแรก ในประเทศไทย ต่อมาใน พ.ศ. ๒๕๓๒ สมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี เสด็จพระราชดำเนิน ไปทอดพระเนตรแหล่งที่พบซากไดโนเสาร์ คณะผู้ค้นพบและวิจัยได้กราบบังคมรายงาน และได้ขอพระราชทานพระราชานุญาต ตั้งชื่อไดโนเสาร์พันธุ์นี้ว่า ภูเวียงกอซอรัส สิรินธรนี (Phuwiangosaurus sirindhornae) เพื่อเป็นการเฉลิมพระเกียรติ แด่พระองค์ท่าน
สมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี เสด็จฯ ไปทอดพระเนตรแหล่งที่พบซากไดโนเสาร์ ที่ อ.ภูเวียง จ.ขอนแก่น ใน พ.ศ. ๒๕๓๒
หลังจากการพบซากไดโนเสาร์ ที่อำเภอภูเวียง จังหวัดขอนแก่น แล้วต่อมาก็ได้พบซากและรอยเท้าไดโนเสาร์ในที่อื่นๆ อีกหลายแห่งในจังหวัดกาฬสินธุ์ และจังหวัดเลย ทำให้ทราบว่าในอดีต ดินแดนภาคตะวันออกเฉียงเหนือของประเทศไทย เคยเป็นแหล่งที่อยู่อาศัยของไดโนเสาร์ ก่อนที่พวกมันจะสูญพันธุ์ไปเมื่อราว ๖๕ ล้านปีก่อน
สมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี เสด็จฯ ไปทอดพระเนตรแหล่งที่พบซากไดโนเสาร์ ที่ อ.ภูเวียง จ.ขอนแก่น ใน พ.ศ. ๒๕๓๒
ซากของสิ่งมีชีวิตที่ยังคงปรากฏให้เห็นเป็นชิ้นกระดูก เปลือก หรือกระดองฝังอยู่ในเนื้อหินก็ดี เป็นรอยเท้า หรือร่องรอยการชอนไชบนแผ่นหินก็ดี เป็นซากของต้นไม้ ที่กลายเป็นหินก็ดี เราเรียกรวมๆ ว่า ซากดึกดำบรรพ์ โดยคำว่า ดึกดำบรรพ์ นั้น ในพจนานุกรมฉบับราชบัณฑิตยสถาน พ.ศ. ๒๕๔๒ ให้ความหมายว่า "ลึกล้ำนมนานมาแล้ว" อีกนัยหนึ่งคือ มีอายุเก่าแก่ หรือนานมากนั่นเอง
ซากดึกดำบรรพ์ไม้กลายเป็นหิน
ที่วัดโกรกเดือนห้า จ.นครราชสีมา
การศึกษาเกี่ยวกับซากดึกดำบรรพ์ เป็นวิชาที่เรียกว่า บรรพชีวินวิทยา หรือ โบราณชีววิทยา วิชานี้ เกี่ยวข้องกับวิชาธรณีวิทยามาก เนื่องจาก สามารถช่วยให้นักธรณีวิทยา ทราบอายุของชั้นหินบางชนิดว่า มีความเก่าแก่มากน้อยเท่าใด และจัดอยู่ในยุคหรือสมัยใด เนื่องจากแต่ละยุคแต่ละสมัย จะมีสิ่งมีชีวิต แตกต่างกันไป ตามวิวัฒนาการของมัน และการเปลี่ยนแปลง ของสิ่งแวดล้อม
ซากดึกดำบรรพ์ที่นำมาศึกษาแบ่งออกเป็น ๔ กลุ่มใหญ่ๆ คือ
๑. ซากดึกดำบรรพ์สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง
ส่วนใหญ่เป็นสัตว์ที่อาศัยอยู่ในทะเล เช่น ฟองน้ำ ปะการัง หอยกาบคู่ หอยกาบเดี่ยว เม่นทะเล รวมทั้งแมลงชนิดต่างๆ ซึ่งไม่ได้อาศัยอยู่ในทะเลด้วย
๒. ซากดึกดำบรรพ์สัตว์มีกระดูกสันหลัง
ได้แก่ ปลา สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ สัตว์เลื้อยคลาน นก และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม
๓. ซากดึกดำบรรพ์พืช
มีทั้งพืชน้ำและพืชบกชนิดต่างๆ
๔. ร่องรอยสัตว์ดึกดำบรรพ์
เช่น รอยเท้าหรือแนวทางเดิน รูหรือรอยชอนไช มูลของสัตว์ที่ปรากฏให้เห็นอยู่ในชั้นหิน
ซากดึกดำบรรพ์พืช (ซากใบเฟิร์น)
แหล่งซากดึกดำบรรพ์ที่มีอายุเก่าแก่ที่สุดในประเทศไทย อยู่ที่เกาะตะรุเตา จังหวัดสตูล เป็นซากดึกดำบรรพ์ สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง มีอายุราว ๕๐๐ - ๔๗๐ ล้านปี มาแล้ว ส่วนแหล่งซากดึกดำบรรพ์ที่มีอายุใหม่มาก คือ แหล่งซากหอยนางรมยักษ์ วัดเจดีย์หอย จังหวัดปทุมธานี มีอายุเพียง ๕,๕๐๐ ปี เท่านั้น
ซากดึกดำบรรพ์สัตว์ ไม่มีกระดูกสันหลัง (ซากปะการัง)
แหล่งซากดึกดำบรรพ์ที่มีชื่อเสียงและเป็นที่รู้จักกันดีในประเทศไทย มี ๓ แห่ง คือ
๑. แหล่งซากไดโนเสาร์ภูเวียง อำเภอภูเวียง จังหวัดขอนแก่น
ได้พบซากไดโนเสาร์ทั้งประเภทกินพืช และกินเนื้อ รวม ๓ ชนิด ที่ถือว่าเป็นต้นแบบของโลกและตั้งชื่อเพื่อใช้ในการอ้างอิงได้ ชนิดแรกเป็นไดโนเสาร์กินพืชขนาดใหญ่มีชื่อว่า ภูเวียงกอซอรัส สิรินธรนี (Phuwiangosaurus sirindhornae) ซึ่งเป็นชื่อที่ได้รับพระราชทานพระราชานุญาตจากสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี อีก ๒ ชนิด เป็นไดโนเสาร์กินเนื้อ ชื่อว่า ไซแอมอซอรัส สุธีธรไน (Siamosaurus suteethorni) และ ไซแอมอไทรันนัส อีสานเอนซิส (Siamotyrannus isanensis) จะเห็นได้ว่าทั้ง ๓ ชื่อ มีชื่อภูมิศาสตร์ของประเทศไทย เป็นคำประกอบอยู่ด้วย คือ ภูเวียง สยาม และอีสาน ทั้งนี้ เป็นการยืนยันว่าซากไดโนเสาร์ทั้ง ๓ ชนิด ได้พบในประเทศไทย เป็นแห่งแรกของโลก
๒. สุสานหอยแหลมโพธิ์ อำเภอเมืองฯ จังหวัดกระบี่
มีลักษณะเป็นแผ่นหินปูน หนาระหว่าง ๐.๐๕ - ๑.๐ เมตร มีเปลือกหอยขมน้ำจืดจำนวนมากทับถมกัน และเชื่อมประสานติดกันเป็นแผ่น วางซ้อนกันคล้ายลานซีเมนต์ อยู่ที่บริเวณริมหาด เป็นแนวยาวประมาณ ๒ กิโลเมตร จากการศึกษาตรวจสอบพบว่า ชั้นสุสานหอยนี้มีอายุราว ๓๗ - ๓๓.๕ ล้านปี มาแล้ว
๓. แหล่งไม้กลายเป็นหิน อำเภอบ้านตาก จังหวัดตาก
อยู่ในเขตป่าสงวนแม่สลิด-โป่งแดง มีลำต้นของไม้ที่กลายเป็นหินขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง ๑.๘ เมตร ยาว ๒๐ เมตรเศษ มีอายุประมาณ ๘๐๐,๐๐๐ ปี จัดว่าเป็นซากดึกดำบรรพ์พืชประเภทไม้กลายเป็นหิน (Petrified wood) ซึ่งมีขนาดใหญ่ที่สุด ที่พบในประเทศไทย
แหล่งซากดึกดำบรรพ์อายุเก่าแก่ที่สุดในประเทศไทย อยู่ที่เกาะตะรุเตา จ.สตูล