Overgangsfossielen (of missing links) zijn de gefossiliseerde overblijfselen van levensvormen die kenmerken vertonen die typisch zijn voor twee verschillende groepen. Het kan gaan om een zeldzaam fossiel, zoals Archaeopteryx, dat vroege kenmerken vertoont van een groep die later wijd verbreid raakt.
De zeldzaamheid van overgangsvormen is interessant. Het suggereert dat de nieuwe vormen nog niet dominant zijn in de ecologie van hun tijd, en dat hun populaties relatief klein zijn. Daaruit volgt dat hun fossielen schaars zouden zijn. In de Solnhofen kalksteen waar Archaeopteryx werd gevonden, zijn er meer voorbeelden van pterosaurussen van verschillende geslachten dan van de proto-vogel. In het Jura, waren de pterosaurussen dominant in de lucht.
Maar in het Onder-Krijt is de situatie omgekeerd. De pterosauriërs nemen af, en grote aantallen verschillende vogelsoorten worden aangetroffen in de beroemde Chinese lagerstatten-afzettingen, zoals de biota van Jehol. De vogels uit het Onder-Krijt zijn duidelijk meer vogelachtig, en de kenmerken die zij ontwikkelden stelden hen in staat habitatniches binnen te dringen die voorheen voorbehouden waren aan pterosauriërs, of misschien zelfs helemaal niet werden geëxploiteerd.
