Un fósil es una huella total o parcial de los restos de una planta o animal en una formación rocosa, o una tosca instantánea de cómo era la vida hace millones de años. La representación única de la historia antigua que proporcionan los fósiles ha hecho que la selección de un fósil estatal sea una práctica común para muchos gobiernos estatales en los Estados Unidos. Un fósil se selecciona típicamente para ser un símbolo de estado porque prevalece en ese estado. Sin embargo, el fósil estatal también puede seleccionarse para mostrar cómo han cambiado los animales desde la antigüedad, qué animales únicos vivían en el estado en tiempos prehistóricos o cómo era el hábitat cuando el animal fosilizado estaba vivo. No todos los estados dentro de los Estados Unidos han seleccionado un fósil estatal oficial.
Un ejemplo de un fósil estatal seleccionado para mostrar cómo ha evolucionado un animal moderno es el fósil estatal de Minnesota, el Castoroides ohioensis, comúnmente conocido como el castor gigante. Estos animales prehistóricos se parecían mucho al castor moderno, pero medían unos 8 pies (2.4 m) de largo y pesaban alrededor de 440 libras (200 kg). Esto haría que este castor arcaico tenga el tamaño de un oso moderno.
El gato dientes de sable es un ejemplo de un fósil estatal oficial seleccionado por su singularidad y popularidad por uno de los estados del oeste: California. Este animal se parecía mucho a una leona, pero tenía un conjunto de dientes caninos que sobresalían de la mandíbula superior en forma de sable que le daba a este animal su nombre común. Los dientes de sable tenían por lo general unos 7 cm (18 pulgadas) de largo. Estos animales han sido durante mucho tiempo un símbolo popular de la edad de hielo junto con el mamut lanudo, lo que probablemente explica por qué el estado de California seleccionó este fósil como emblema estatal.
El terreno de los Estados Unidos no se parece en nada a lo que era hace 400 millones de años o incluso hace 40 millones de años. Por ejemplo, hace más de 400 millones de años, el estado de Nueva York estaba cubierto por un mar y era el hogar del Eurypterus remipes, o escorpión de mar, que es muy similar en anatomía al cangrejo real contemporáneo. El escorpión de mar fue seleccionado como fósil estatal para mostrar que Nueva York fue una vez un mar salado. Este raro euriptérido también fue seleccionado porque él y muchos de sus parientes estaban fosilizados en una gran banda de rocas que se extendía alrededor de 70 millas (113 km) a través del estado de Nueva York. Esta banda de rocas concentrada en fósiles se ha hecho famosa entre los paleontólogos de todo el mundo.