所谓“活化石”指的是那些在遥远的地质年代就已经出现，历经沧海桑田并且在历次物种大灭绝事件中幸存下来的古老物种，这些被冠以“活化石”称号的古老物种一般具有几个特征。
首先，这些物种无论是植物还是动物，它们在解剖学上真的与某一古老物种极其相似，但又并不一定是完全相同或就是该物种；其次，这一古老物种至少已有几千万年甚至上亿年的历史，在整个地质历史过程中保留着诸多原始特征，而未发生较大的改变，也就是说，它们是进化缓慢甚至是停止进化的生物；还有就是，这种在曾经在生物学分类上枝繁叶茂的物种类群，现存的成员只剩下很少几个甚至一个种群为代表。最后，这些物种现在的分布范围极其有限。
研究表明，一些进化缓慢的物种，对食物来源及生存环境的变化可能会非常适应，反而与其相关的新生种类在同一环境压力下可能不具备竞争能力。在生存环境不变而变异很少发生的情况下，这些生物在几百万年时间内也不会有什么变化。于是就形成了一些延续了上千万年的古老生物，同时代的其他生物早已绝灭，只有它们独自生存下来，生活在一个极狭小的区域，从而被称为活化石。
中国比较常见的被称为活化石的植物有银杏、水杉等，动物有大熊猫、中华鲟、扬子鳄、大鲵、鲎等物种。
世界范围内被称为活化石的物种主要分布在因板块运动被撕裂出去的大面积陆地上，比如澳大利亚就有著名的考拉、鸭嘴兽等活化石，还有众多独有的鸟类、植物品种。因为澳洲大陆有如此多的生物进化史上较古老的物种，所以被誉为世界活化石博物馆。
