牙形石是已经绝灭的分类位置不明的微小化石，Briggs等（1983）认为它是既与脊索动物相似，也与毛颚类相似的独立的动物门——牙形动物门。牙形石在动物体内起牙齿功能的可能性更大。牙形动物生活于古代海洋中，从寒武纪开始出现（约5.7亿多年前），绝灭于三叠纪末期（1.95亿年前）（见所附地质年代和地层系统表）。
牙形石是俄国的Pander于1856年首次在爱沙尼亚和圣彼得堡西南发现的。他认为牙形石是鱼的牙齿。之后近一百年时间，牙形石很少被人注目，研究进展缓慢。至50年代，牙形石处理方法得以革新，其研究价值开始被个别古生物学者重视。60年代集中于牙形石的形态描述、分类及生物地层学研究；70年代起，随着扫描电镜等新技术的应用和研究程度的深入，人们发现牙形石在地层学、古生态学、古生物地理学等方面具有很大的潜力，并可为石油天然气等隐伏沉积矿产的勘探和开发提供经济而有效的手段，受到古生物学界的广泛重视；从而在世界范围内形成了牙形石研究热，牙形石的分类逐渐由形态分类向多分子分类过渡，更近于自然的分类。牙形石学已成为古生物学中一门非常活跃的独立学科。
