В горных условиях Таджикистана каменная летопись минувшей жизни природы хорошо обнажена и легкодоступна для изучения. Здесь имеются многочисленные места нахождений ископаемой фауны и флоры, десятки из которых уникальны, однако нет ни одного охраняемого государством объекта. В настоящее время некоторые легкодоступные местонахождения ископаемых органических остатков оказываются под угрозой разрушительной деятельности человека.

Выявление закономерности возникновения, развития и исчезновения древних биосистем позволяет больше узнать о современном биоразнообразии, причинах выживания, степени уязвимости, хрупкости, неустойчивого состояния, а также выработать оптимальные решения по сохранению видов.

Докембрийские (более 570 млн. лет назад) ископаемые организмы в Таджикистане встречаются редко и представлены остатками примитивных водорослей и редкими беспозвоночными.

Древнейший, достоверно установленный возраст найденных в Таджикистане ископаемых органических остатков - палеозойский (570-230 млн. лет назад). Органический мир палеозоя Таджикистана богат по составу. В палеозойскую эру территория Таджикистана покрывалась тропическим морем. В конце палеозоя вся площадь нынешнего Северного, Центрального и частично Восточного Таджикистана освободилась из под воды. В это время здесь развивались споровые и голосеменные растения. В палеозое появились все классы хладнокровных позвоночных: бесчелюстные, рыбы, земноводные, пресмыкающиеся. Из беспозвоночных в течение всего палеозоя были широко представлены конодонты, брахиоподы, ругозы, табуляты, а в первой половине палеозоя - трилобиты, археоциаты, граптолиты, тентакулиты, наутилоидеи и эндоцератиты, во второй половине палеозоя - широко развиваются гониатиты и фораминиферы. Максимумы биоразнообразия морских беспозвоночных были в позднем кембрии, среднем ордовике, раннем девоне, раннем карбоне и ранней перми. Ископаемые органические остатки палеозоя установлены в многочисленных местонахождениях в Тянь-Шане и на Памире.

К началу мезозойской эры (230-67 млн. лет назад) северную, северо-восточную, центральную и часть южной территории Таджикистана занимала суша с молодыми горами, Южный Таджикистан был дном моря.

В мезозое здесь господствовали голосеменные и папоротникообразные растения. Во второй половине мелового периода господствующее положение занимали высшие покрытосемянные растения. Из позвоночных животных были широко распространены пресмыкающиеся. В мезозое появляются и теплокровные животные - млекопитающие и птицы. Беспозвоночные в Таджикистане были широко представлены аммоноидеями, двустворками (устрицами, иноцерамами, рудистами), в начале мезозоя конодонтами, а в конце - морскими ежами. Максимумы биоразнообразия морских беспозвоночных были в позднем триасе, средней юре и среднем мелу.

Ископаемые организмы мезозоя Таджикистана установлены в многочисленных местонахождениях в Тянь-Шане и на Памире.

В кайнозойскую эру (67 млн. лет назад и ныне), включающую и современный этап развития, проявлялась альпийская эпоха складчатости и горообразования, придавшая горным сооружениям, в основном, современный облик. Эта эпоха продолжается на территории страны до сих пор. В конце раннего кайнозоя море полностью отступило с территории Таджикистана и повсеместно установился континентальный режим. Кайнозой, это время появления всех современных семейств и родов животных и растений. Характерной особенностью флоры кайнозоя является господство покрытосеменных цветковых высших растений. Развиваются высшие плацентарные млекопитающие, которые уже в начале эры расселились очень широко по Земле - они заселили сушу и приспособились к водной и наземной жизни.

Местонахождения ископаемых органических остатков и археологических памятников кайнозойского возраста находятся в Кураминском, Туркестанском, Зеравшанском, Гиссарском, Каратегинском, Петра Первого, Заалайском и Дарвазском хребтах, в Ферганской, Магианской, Таджикской впадинах и на Памире.

Массовые вымирания групп высших растений, как правило, не совпадают с вымираниями животных, а предшествуют им примерно на половину геологического периода.