Une espèce fossile (ou plus généralement un taxon fossile), est une espèce (ou un taxon), animale ou végétale, qui n'existe plus et que l'on ne connaît que par ses restes ou ses traces fossilisés. Quand l'espèce (ou le taxon) a vécu pendant la Préhistoire on parle plus précisément d'espèce (ou taxon) préhistorique. Quand l'espèce (ou le taxon) a vécu pendant la période historique on ne parle pas d'espèce (ou taxon) fossile mais d'espèce (ou taxon) disparue.