过渡化石，是既保留有其祖先、也保留有其演进出的后代的生命形态的生物化石。

尤其是当其演进出来的生物与其祖先完全不同时，过渡化石在科学研究上的意义就显得更加重大。这种化石暗示着人类只是用自己所认定的生物划强行将一个完整的连续统给割裂开来了而已。因为化石本身的不完整性，通常无法判断一具过渡化石与进化的分歧点有多接近。因此虽然过渡化石场被当做其祖先的模型来进行研究，但并不能假设它们就是后代们的直接祖先。