Όπως υποδηλώνουν οι λέξεις, τα ίχνη απολιθωμάτων είναι απολιθώματα που αφήνουν οργανισμοί, πολλοί αρχαίοι και εξαφανισμένοι. Τα παλαιότερα είναι από τον σχηματισμό Twitya στο βορειοδυτικό Καναδά, που χρονολογείται πριν από 610 εκατομμύρια χρόνια. Στην παλαιοντολογία, το επίσημο όνομα για τα απολιθώματα ιχνών είναι ichnofossils, από το ελληνικό ichno που σημαίνει «ίχνος» ή «ίχνος». Τα ίχνη απολιθωμάτων βρίσκονται σε ιζηματογενή πετρώματα και χρονολογούνται με την εξέταση των αναλογιών ισοτόπων των ζιρκονίων που είναι ενσωματωμένα στο ίδιο στρώμα.
Αν και τα ίχνη απολιθωμάτων μπορεί να μην είναι τόσο φανταστικά όσο τα πιο γνωστά απολιθώματα σώματος, είναι πολύ πιο εύκολο να βρεθούν και αποτελούν ένα κρίσιμο σημείο αναφοράς για την αποκάλυψη της συμπεριφοράς και της ανατομίας των οργανισμών. Από την άλλη πλευρά, πολλά απολιθώματα ιχνών μπορεί να είναι διφορούμενης προέλευσης, με χιλιάδες να γίνονται από οργανισμούς που δεν έχουν ταυτοποιηθεί. Σε αυτές τις συνθήκες, οι επιστήμονες πρέπει να αρκεστούν σε μορφωμένες εικασίες και συζητήσεις.
Τα ίχνη απολιθωμάτων μπορούν να χωριστούν σε διάφορες κατηγορίες. Υπάρχουν Δομίχνια, ίχνη απολιθωμάτων κατοικιών, όπως υπόγειοι θάλαμοι. Fodinichnia, τρισδιάστατες δομές ζώων που τρυπώνουν τα ιζήματα για τροφή, όπως τα σκουλήκια. Πασκίχνια, τρέφοντας ίχνη που αφήνουν επιφανειακοί οργανισμοί. Cubichnia, που αφήνεται από οργανισμούς που στηρίζονται σε μαλακά ιζήματα. και Repichnia, επιφανειακά ίχνη που αφήνουν οι οργανισμοί που σέρνονται στην επιφάνεια.
Τα ίχνη απολιθωμάτων μπορούν να μας δώσουν σημαντικές πληροφορίες που άλλα απολιθώματα δεν μπορούν. Για παράδειγμα, υπάρχουν ίχνη εδάφους, που ονομάζονται Climactichnites, που άφησε ένα μεγάλο ζώο που μοιάζει με γυμνοσάλιαγκα που χρονολογείται πριν από 510 εκατομμύρια χρόνια, στην εποχή της Κάμβριας. Αυτό είναι αρκετά περίεργο, καθώς τα αρχαιότερα απολιθώματα ζώων που αναπνέουν αέρα – υποδεικνύονται από τρύπες αναπνοής – χρονολογούνται μόλις πριν από 428 εκατομμύρια χρόνια. Υπήρχε πραγματικά ζωή στη στεριά από την εποχή της Κάμβριας, ή μήπως ζωή προσαρμοσμένη σε σύντομες διαδρομές στη στεριά, όπως το να σέρνεσαι ανάμεσα σε λιμνούλες; Ίσως αυτά τα ζώα να ήταν τόσο μαλακά και εύθραυστα που να αποσυντέθηκαν πριν αφήσουν απολιθώματα σώματος. Χωρίς ίχνη απολιθωμάτων, θα έπρεπε να βασιστούμε αποκλειστικά σε απολιθώματα σώματος για να καθορίσουμε πότε οι πρώτοι οργανισμοί έφτασαν στη γη.
Μερικά από τα πιο εντυπωσιακά απολιθώματα ίχνης έχουν αφήσει ευρυπτέρηδες, γιγάντιους θαλάσσιους σκορπιούς τόσο μεγάλους όσο μικρά αυτοκίνητα. Υπάρχουν επίσης πιο πρόσφατα ίχνη απολιθωμάτων, όπως ανθρώπινα ίχνη ηλικίας μόλις μερικών εκατομμυρίων ετών, που άφησαν πρώιμα ομοειδή που ταξιδεύουν πάνω από την ηφαιστειακή τέφρα στην Τανζανία.