Antike DNA bezieht sich auf konservierte DNA aus subfossilisierten (nicht vollständig versteinerten) Überresten alter Tiere oder Menschen. Zum Beispiel wurde alte DNA erfolgreich aus den Knochen von Neandertalern, ausgestorbenen menschlichen Verwandten, extrahiert; Mammuts, große elefantenähnliche Bestien, die während der letzten Eiszeit die Erde durchstreiften, und ägyptische Priester, die vor 4000 Jahren lebten. Fossile Beweise bieten vergleichsweise wenig Informationen darüber, was man aus der Sequenzierung alter DNA lernen kann, daher sind sie sehr gefragt und es gibt viele Genetiker, die sich auf alte DNA spezialisiert haben.
Das Konzept der antiken DNA wurde durch den Steven Spielberg-Film Jurassic Park, einem der beliebtesten Filme der 1990er Jahre, populär gemacht. Im Jurassic Park werden Dinosaurier wiederbelebt, indem ihre DNA aus in Bernstein konservierten Mücken extrahiert wird, die diese Dinosaurier gebissen haben, kurz bevor sie im Baumharz gefangen wurden. Tatsächlich dachte man einmal, dass Dinosaurier-DNA geborgen wurde, aber spätere Analysen haben gezeigt, dass dies nicht der Fall ist und die fragliche DNA von einer Kontamination stammt. Studien legen nahe, dass die älteste legitime antike DNA etwa eine Million Jahre alt ist. Es gibt einige Meinungsverschiedenheiten darüber, ob DNA älter als diese in Bernstein erhalten werden kann.
Alte DNA bedeutet, dass die Genome einiger ausgestorbener Arten, wie zum Beispiel Neandertaler, sequenziert werden können. Das Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie hat 2008 das Neandertaler-Genom vollständig sequenziert und ist damit das zweite vollständig sequenzierte Hominidengenom (neben dem Menschen). Alte DNA für das Neandertaler-Genomprojekt wurde einem 38,000 Jahre alten Exemplar entnommen, das in einer Höhle in Kroatien gefunden wurde.
Einige Experten für technologische Risiken waren verblüfft, als 2007 der genetische Code des Spanischen Grippevirus von 1918 anhand von DNA bestimmt wurde, die aus Überresten von Menschen gewonnen wurde, die der im Packeis eingefrorenen Krankheit erlegen waren. Die Spanische Grippe von 1918 war die schlimmste globale Pandemie seit dem Schwarzen Tod im 15. Jahrhundert in Europa, bei der 100 Millionen Menschen starben. Das sind mehr Menschen, als in beiden Weltkriegen zusammen gestorben sind. Der genetische Code dieses Spanischen Grippevirus wurde offen online gestellt und kann von jedem theoretisch genutzt werden. Das ist die Kehrseite der alten DNA-Studien.