鳥類的化石要比其它脊椎動物都要少，對鳥類的起源的爭論一直沒有停止。關於鳥類的起源主要有槽齒類起源說，恐龍起源說和鱷類的姊妹群說三種，其中槽齒類起源說和恐龍起源說在最近爭論的比較激烈。近年新發現的化石特別是在中國遼西發現的一系列化石再一次挑起鳥類的起源的爭論，但是要想得到確切尚需要更多化石的發現。
1996年在遼西發現的中華龍鳥(Sinosauropteryx)被認為是恐龍起源說的證據。身披“羽毛”的中華龍鳥明顯具有小型獸腳類恐龍的特點，被當作是最原始的鳥類。但多數學者認為中華龍鳥只是長有“羽毛”的獸腳類恐龍，與美頜龍相似，其“羽毛”與真正鳥類的羽毛也並不相同，而且中華龍鳥出現得比較晚，並不是鳥類的祖先。與此形成對比的是1991年北美發現的原鳥（Protoaris)，原鳥生活於晚三疊世，比中華龍鳥和始祖鳥都要早幾千萬年。如果原鳥確實是鳥類，則鳥類幾乎與恐龍同時出現，鳥類與恐龍共同起源於槽齒類，從而支持了槽齒類起源說，但很多人認為原鳥是一種特殊的槽齒類而不是鳥類。
古鳥亞綱的始祖鳥(Archaeopteryx)是最古老的確切的鳥類，其化石非常稀少，至今只發現了七塊。始祖鳥的第一塊化石公布於1861年，只有一根羽毛；第二塊化石也公布於1861年，基本完整；第三塊化石發現於1877年，是最完整的一塊化石，也就是書上常常見到的那塊，這塊化石曾被認為是另外一種鳥，命名為原鳥(Archaeornis)，後被認為就是始祖鳥；第四塊化石發現於1956年；第五塊化石發現於1855年，原被誤認為翼龍，1970年更正為始祖鳥；第六塊化石發現於1951年，原被誤認為小型獸腳類恐龍，1973年更正為始祖鳥；第七塊化石發現於1987年。
