Kaip rodo žodžiai, pėdsakų fosilijos yra fosilijų pėdsakai, palikti organizmų, kurių daugelis yra senovės ir išnykę. Seniausi yra iš Tvitijos formacijos šiaurės vakarų Kanadoje, datuojami prieš 610 milijonų metų. Paleontologijoje oficialus pėdsakų fosilijų pavadinimas yra ichnofosilijos, kilusios iš graikų kalbos ichno, reiškiančios „pėdsakas“ arba „takas“. Pėdsakai randami nuosėdinėse uolienose ir datuojami tiriant cirkonio, įterpto į tą patį sluoksnį, izotopų santykį.
Nors pėdsakų fosilijos gali būti ne tokios fantastiškos kaip labiau žinomos kūno fosilijos, jas daug lengviau rasti ir jos yra esminis atskaitos taškas norint išsiaiškinti organizmų elgesį ir anatomiją. Kita vertus, daugelis pėdsakų fosilijų gali būti dviprasmiškos kilmės, tūkstančius pagamino neidentifikuoti organizmai. Tokiomis aplinkybėmis mokslininkai turi tenkintis pagrįstais spėjimais ir diskutuoti.
Fosilijos pėdsakų gali būti suskirstytos į įvairias kategorijas. Yra Domichnia, gyvenamųjų konstrukcijų pėdsakų fosilijos, pavyzdžiui, požeminės kameros; Fodinichnia, trimatės gyvūnų struktūros, kurios įsikasa per nuosėdas maistui, pavyzdžiui, kirminai; Pascichnia, paviršinių organizmų palikti maitinimosi pėdsakai; Kubiknija, palikta ant minkštų nuosėdų besiilsinčių organizmų; ir Repichnia – paviršiaus pėdsakai, palikti paviršiumi ropojančių organizmų.
Fosilijų pėdsakai gali suteikti mums svarbios informacijos, kurios negali gauti kitos fosilijos. Pavyzdžiui, yra antžeminių pėdsakų, vadinamų Climacticchnites, kuriuos paliko didelis į šliužą panašus gyvūnas, datuojamas prieš 510 milijonų metų, Kambro eroje. Tai gana savotiška, nes ankstyviausios oru kvėpuojančių gyvūnų fosilijos, kurias rodo kvėpavimo angos, datuojamos tik prieš 428 mln. Ar iš tikrųjų buvo gyvybė sausumoje iki pat Kambro, o gal gyvenimas buvo pritaikytas trumpiems pasivaikščiojimams sausumoje, pavyzdžiui, ropojant tarp potvynių baseinų? Galbūt šie gyvūnai buvo tokie minkšti ir trapūs, kad sunyko prieš palikdami kūno fosilijas. Be fosilijų pėdsakų turėtume pasikliauti tik kūno fosilijomis, kad nustatytų, kada pirmieji organizmai pateko į žemę.
Kai kurias įspūdingiausias pėdsakų fosilijas palieka euripteridai – milžiniški jūrų skorpionai, kurių dydis prilygsta mažiems automobiliams. Yra ir naujesnių fosilijų pėdsakų, pavyzdžiui, vos kelių milijonų metų senumo žmogaus pėdsakų, kuriuos paliko ankstyvieji homonidai, keliaujantys virš ugnikalnio pelenų Tanzanijoje.