Een levend fossiel is een biologische soort die welbepaalde primitieve kenmerken bezit en amper afwijkt van uitgestorven naaste verwanten, die enkel bekend zijn van fossielen. Soms is een levend fossiel de enige levende vertegenwoordiger van een verder uitgestorven groep. De term levend fossiel wordt in specialistische literatuur niet gebruikt. Een verwante wetenschappelijk correctere term is relict.
Levende fossielen zijn vaak in hun uiterlijke morfologie gedurende miljoenen jaren evolutie nauwelijks veranderd. In de evolutiebiologie wordt dit fenomeen ook wel stasis genoemd. Het duidt op het plaatsvinden van stabiliserende selectie; het evolutionaire proces waarin extreme kenmerktoestanden worden weggeselecteerd, zodat uiterlijke (oppervlakkige) kenmerken worden behouden. Het betekent echter niet dat er bij dergelijke soorten geen evolutionaire veranderingen zijn opgetreden. Levende fossielen kunnen bijvoorbeeld op het gebied van hun genetica volledig anders zijn ten opzichte van hun fossiele voorouders.[1][2][3]
Het concept van levend fossielen ontstond vermoedelijk in de achttiende eeuw om exemplaren aan te duiden, zoals padden, waarvan men ten onrechte meende dat die letterlijk levend gefossiliseerd waren en na bevrijding uit het gesteente nog leefden of weer konden herleven.[4] Charles Darwin gebruikte de term in 1859 voor het eerst in overdrachtelijke zin in het kader van zijn evolutietheorie.