Hóa thạch khủng long là những phần còn lại hoặc dấu vết của các loài khủng long từng sinh sống trên Trái Đất từ hàng triệu đến hàng trăm triệu năm trước. Các hóa thạch này có thể bao gồm xương, răng, vỏ trứng, vết chân hoặc thậm chí cả những dấu vết về tổ, da và các hoạt động sống khác của chúng. Quá trình hình thành hóa thạch thường diễn ra khi cơ thể khủng long bị chôn vùi dưới lớp đất đá hay bùn cát sau khi chết, qua thời gian dài chịu tác động của áp suất và hóa học giúp bảo tồn các cấu trúc cứng như xương. Việc tìm thấy hóa thạch khủng long không chỉ góp phần khắc họa lịch sử tiến hóa sự sống trên hành tinh mà còn cung cấp những thông tin quan trọng về môi trường, khí hậu cổ đại cũng như tập tính, kích thước, chế độ ăn và sự phân bố của các loài khủng long.

Quá trình nghiên cứu hóa thạch khủng long đòi hỏi sự kết hợp giữa các ngành khoa học khác nhau như địa chất học, cổ sinh vật học và sinh học. Các nhà khoa học phải sử dụng nhiều phương pháp khai quật, xác định tuổi hóa thạch bằng đồng vị phóng xạ cũng như kỹ thuật phục dựng mô hình từ phần xương còn lại. Những phát hiện lớn như bộ xương gần như nguyên vẹn của Tyrannosaurus rex hay loài khủng long có cánh Archaeopteryx đã giúp giải đáp nhiều câu hỏi về nguồn gốc của chim hiện đại và sự đa dạng tiến hóa của khủng long. Ngoài ra, các hóa thạch dấu chân còn ghi lại chuyển động và hành vi xã hội của đàn khủng long, từ đó cho phép các nhà nghiên cứu tái hiện lại cảnh sống động về thế giới cổ xưa.

Các hóa thạch khủng long được tìm thấy tại nhiều nơi trên thế giới, từ châu Mỹ, châu Á đến châu Phi và châu Úc, mỗi vùng lại mang đặc trưng về loài và điều kiện bảo tồn khác nhau. Một số địa điểm nổi tiếng như thung lũng Dinosaur ở Mỹ hay tỉnh Tứ Xuyên tại Trung Quốc đã trở thành những kho báu hóa thạch quý giá, thu hút hàng triệu lượt du khách và nhà khoa học đến tham quan, nghiên cứu. Nhờ hóa thạch khủng long, con người có thể hình dung được cách Trái Đất đã trải qua những biến đổi lớn về khí hậu, địa chất, và thậm chí là các vụ tuyệt chủng hàng loạt. Những di sản hóa thạch này không chỉ đóng vai trò khoa học mà còn giúp nâng cao ý thức bảo tồn thiên nhiên và tôn vinh sự đa dạng của thế giới động vật từ những thời kỳ xa xưa.