Bởi vì nhiều đặc trưng như phôi thai, hoặc mô mềm, hoặc các đặc trưng phân tử, rất khó có thể trở thành hóa thạch, dù là ở mức độ tốt nhất, và việc diễn giải các hóa thạch là mơ hồ hơn so với việc diễn giải các loài còn sinh sống, nên các loài đã tuyệt chủng gần như lúc nào cũng có tỷ lệ dữ liệu bị thiếu cao hơn so với những loài đang sinh sống. Tuy nhiên, bất chấp những hạn chế này, việc bao gồm các hóa thạch vẫn là vô giá, vì nó có thể cung cấp thông tin trong đoạn thưa thớt của cây tiến hóa, chia nhỏ các nhánh dài và ràng buộc các trạng thái đặc trưng trung gian. Vì vậy, các đơn vị phân loại hóa thạch cũng đóng góp nhiều vào việc phân giải cây tiến hóa như các đơn vị phân loại hiện đại[1]. Các hóa thạch cũng có thể ràng buộc độ tuổi của các dòng dõi và bằng cách ấy chứng minh một cây tiến hóa phù hợp như thế nào với các dữ liệu địa tầng[2]; miêu tả theo nhánh học địa tầng hợp nhất thông tin niên đại vào các ma trận dữ liệu cho các phân tích phát sinh chủng loại.