Fosil tertua yang diketahui adalah stromatolit (berarti “batu kasur” dalam bahasa Yunani) yang berasal dari 2.74 miliar tahun yang lalu. Stromatolit adalah struktur akresi berlapis yang dibuat ketika bakteri, terutama cyanobacteria fotosintesis, menjebak lapisan sedimen di antara biofilm yang mereka buat.
Stromalit datang dalam berbagai bentuk dan ukuran yang berbeda, termasuk kerucut, kolom, dan jenis percabangan. Untuk waktu yang lama, diperkirakan bahwa stromatolit tidak ada di masa sekarang (terlalu banyak organisme penggembalaan), sampai mereka ditemukan di ekosistem yang terisolasi dan sangat salin seperti Shark Bay dan Danau Thetis di Australia dan Cuatro Cienegas di Meksiko. Seperti kepiting tapal kuda, karena usianya, stromatolit dianggap sebagai “fosil hidup”.
Fosil stromatolit tertua yang diketahui hampir lima kali lebih tua dari fosil tertua organisme multiseluler, yang berasal dari sekitar 600 juta tahun yang lalu. Ada beberapa formasi mirip stromalit yang bahkan lebih tua yang berusia lebih dari 2.74 miliar tahun, juga kandidat fosil tertua, tetapi tidak ada yang dikonfirmasi oleh komunitas ilmiah.
Stromatolit adalah tanda-tanda organisme yang mungkin memiliki peran dalam mengubah Bumi lebih signifikan daripada organisme lain: cyanobacteria. Bakteri fotosintetik ini mengubah karbon dioksida menjadi oksigen dalam skala besar, mengubah komposisi atmosfer dan menyebabkan apa yang disebut “Bencana Oksigen” yang akan membunuh banyak organisme lain yang hidup pada saat itu, yang oksigennya beracun.
Ada struktur seperti stromatolit non-biologis yang mungkin disalahartikan sebagai fosil tertua yang diketahui, tetapi tidak lebih dari pengendapan kristal kecil. Ini belum diamati hari ini, tetapi diperkirakan bahwa kondisi di lautan di masa lalu mungkin telah matang untuk penciptaannya.
Fosil hewan tertua yang diketahui tidak muncul sampai periode Ediacaran Tengah, sekitar 600 juta tahun yang lalu. Ini termasuk berbagai spons sederhana, cnidaria (seperti hydra modern), dan bahkan bilateria sederhana (organisme dengan simetri bilateral) yang menyerupai balon kecil. Hewan-hewan ini muncul tak lama setelah Zaman Es terbesar dalam sejarah planet ini, yang menyebabkan gletser terbentuk di permukaan laut di khatulistiwa.