鳥類的化石保存的機會比較少，是因為鳥類骨骼薄而中空的緣故，所以在脊椎動物各綱中，鳥類的化石最稀罕。
除了侏羅紀的鳥類隻發現了五件始祖鳥化石外，白堊紀的鳥類化石雖然稍多一些，也仍然很有限。新生代的鳥類化石發現的比較多，但是大多數隻是一些零星的碎骨。隻有在一些特殊的化石堆積如更新統的瀝青層裏，才找到比較完整的新生代的鳥類化石。
所以關於鳥類的進化過程，我們也是知道得很不細的。
鳥類在晚侏羅世出現以後，到了白堊紀，在向現代鳥類進化的道路上已經邁出了一大步。
白堊紀鳥類的頭骨已經有像現代鳥類那樣各塊骨頭愈合的現象，顳孔進一步退化。骨骼中的氣孔更加發展。胸骨已經大大擴張。骨盆（腰帶）和薦椎骨已經愈合成一個構造。指骨也不像始祖鳥那樣分離，已經開始像現代鳥那樣愈合。但是白堊紀的鳥類仍然保留牙齒這一原始性質。
白堊紀的鳥類化石在北美、南美、歐洲都有發現。最著名的是在美國堪薩斯州發現的黃昏鳥。這是一種特化了的鳥，翅膀已經退化，營遊泳和潛水生活，吃的主要是魚，和現代的潛鳥、？？相似。另外有一種叫魚鳥，是一種和黃昏鳥相似的鳥類，也是靠吃魚生活，所以叫魚鳥。這兩類鳥都已經滅絕。
鳥類進入了新生代，差不多已經全麵地現代化了，牙齒已經消失，骨骼結構已經發展到了今天的樣子。可以說新生代中鳥類在身體結構上已經沒有多大進化了。
但是鳥類在新生代還是有很大的進化發展的，這主要表現在它們向許多不同的生活方式適應，引起了異常多樣的輻射分化，產生了身體比例、羽毛色彩、外部形態以及生活習性上的種種變異，形成了繁雜的種類和支係。
新生代鳥類在骨骼結構上比較一致，而在外部形態上多種多樣，這給研究鳥類化石帶來了困難，因為外部形態在化石上往往是很難辨別的。
新生代鳥類化石在世界各地都有發現。中國曾經在內蒙古發現白堊紀晚期到新生代初期的鬆鴉蛋化石，這是中國發現的最早的鳥蛋化石。在青海澤庫茶卡油頁岩中發現三塊鳥類羽毛的印痕化石，年代大概在老第三紀的始新世，這是中國發現的最早的羽毛印痕化石。在山東臨朐的矽藻土沉積地層中發現一種鳥化石，命名叫山旺山東鳥，年代大概在新第三紀的中新世中期。第四紀更新世的鴕鳥蛋化石屢有發現，在北京周口店不僅發現過鴕鳥蛋化石，還發現過鴕鳥的腿骨化石，以及其他許多鳥類的骨骼化石。
知識點
矽藻土
矽藻土是一種矽質岩石，主要分布在中國、美國、丹麥、法國、蘇聯、羅馬尼亞等國。我國矽藻土儲量3.2億噸，遠景儲量達20多億噸，主要集中在華東及東北地區，其中規模較大、工作做得較多的有吉林、浙江、雲南、山東、四川等省，分布雖廣，但優質土僅集中於吉林長白地區，其他礦床大多數為3～4級土，由於雜質含量高，不能直接深加工利用。
延伸閱讀
魚鳥，是白堊紀晚期魚鳥目的代表屬。體高幾達1米，大、小與現代燕鷗很相似。頜骨具向後傾斜的牙齒，胸骨龍骨突發達，翅強大，具較強的飛行能力。中生代結束後即滅絕。魚鳥是現代具有龍骨突的鳥類進化史上的一個旁支。
1872年，在美國堪薩斯州白堊紀石灰岩內首次發現，但缺少頭骨，僅有部分下頜骨。1975年在美國亞拉巴馬州晚白堊世地層中發現完整的魚鳥化石。那長長的下頜，向後傾斜的牙齒和具有很強飛行能力的翅膀等，都證明它與其他魚鳥類一樣，能飛行，肉食性，非常適應白堊紀的海相環境。