Fosil je potpuni ili djelomični otisak ostataka biljke ili životinje u formaciji stijena, ili gruba snimka života prije milijuna godina. Jedinstveni prikaz drevne povijesti koji fosili pružaju učinio je odabir državnog fosila uobičajenom praksom za mnoge državne vlade u Sjedinjenim Državama. Fosil se obično odabire kao državni simbol jer prevladava u toj državi. Državni se fosil, međutim, također može odabrati da pokaže kako su se životinje mijenjale od antičkih vremena, koje su jedinstvene životinje živjele u državi u pretpovijesno doba ili kakvo je bilo stanište dok je fosilizirana životinja bila živa. Nisu sve države u Sjedinjenim Državama odabrale službeni državni fosil.
Primjer državnog fosila odabranog da pokaže kako je moderna životinja evoluirala je državni fosil Minnesote, Castoroides ohioensis, poznatiji kao divovski dabar. Ove pretpovijesne životinje izgledale su vrlo poput modernog dabra, ali su bile duge oko 8 m i teške oko 2.4 funti (440 kg). Time bi ovaj arhaični dabar bio veličine suvremenog medvjeda.
Sabljozuba mačka primjer je službenog državnog fosila koje je zbog svoje jedinstvenosti i popularnosti odabrala jedna od zapadnih država – Kalifornija. Ova životinja je vrlo nalikovala ženki lava, ali je imala niz očnjaka koji su stršili iz gornje čeljusti u obliku sablje, što je ovoj životinji dalo uobičajeno ime. Sabljasti su zubi obično bili dugi 7 inča (oko 18 cm). Ove životinje su dugo bile popularan simbol ledenog doba zajedno s vunastim mamutom, što je vjerojatno razlog zašto je država Kalifornija odabrala ovaj fosil kao državni amblem.
Teren Sjedinjenih Država nije ništa sličan onome prije 400 milijuna godina ili čak 40 milijuna godina. Na primjer, prije više od 400 milijuna godina, državu New York prekrivalo je more i bila je dom Eurypterus remipesa, ili morskog škorpiona, koji je po anatomiji najsličniji suvremenom kraljevskom raku. Morski škorpion odabran je kao državni fosil kako bi se pokazalo da je New York nekoć bio slano more. Ovaj rijetki eurypterid također je odabran jer su on i mnogi njegovi srodnici fosilizirani u velikoj vrpci stijena koja se proteže oko 70 milja (113 km) preko države New York. Ova grupa stijena koncentrirana na fosile postala je poznata među paleontolozima diljem svijeta.