朝陽是享譽世界的中生代珍惜古生物化石集地區，是世界自然遺產最珍貴的一部分，被譽為世界級古生物化石寶庫。
朝陽古生物化石分布廣，種類多，出量大，已知的化石產地近百處，最著名的有已被列入國家級鳥化石自然保護區的北票四合屯和龍城區上河首、凌源大王杖子、朝陽縣的勝利、大平房、聯合、楊樹灣等。分布區域達一萬多平方公里，主產地核心區為1136平方公里。化石種類有鳥類、魚類、爬行類、兩棲類、哺乳類、鱷類、翼龍類、雙殼類、昆蟲類和植物類，共包括11門、36綱、65目、171科、343屬、628種，構成了一個系統、完整的中生代“熱河生物群”創下了時代最久、數量最多、種類最全、層位最多、科研價值最高的五個世界之最，是擁有世界上保存最好的早期哺乳動物骨架（張和獸），保存最完整的早期蛙類（三燕麗蟾），最早的鳥殼類、昆蟲類和植物類，共包括11門、36綱、65目、171科、343屬、628種，構成了一個系統、完整的中生代“熱河生物群”創下了時代最久、數量最多、種類最全、層位最多、科研價值最高的五個世界之最，是擁有世界上保存最好的早期哺乳動物骨架（張和獸），保存最完整的早期蛙類（三燕麗蟾），最早的鳥類化石群（孔子鳥、嬌小遼西鳥、朝陽鳥）的地方，更是地球上第一枝“花”（被子植物的“遼寧古果”）綻開的地方和第一隻鳥（長有羽毛的中華龍鳥）飛起的地方。其中，中華龍鳥的發現改寫了教科書中鳥類起源於德國始祖鳥的學說。
為了保護和利用珍貴的古生物化石資源，現已建成四合屯化石地質棚戶走廊和遼寧古生物化石博物館，並正籌建集旅遊觀光、科研科普、休閒娛樂於一體的世界最大的國家級鳥化石地質公園。
