始祖鳥
アーケオプテリクスの最初の化石は1860年、ドイツのバイエルン州ゾルンホーフェン地域のジュラ紀後期(キンメリッジアン、1億4600万年から1億4100万年前)の地層から発見された。この地は古生物の化石の名産地として有名であり、アーケオプテリクス以外にも、この地でしか発見されていない多数の化石種がある。なお、種小名の "lithographica" は、ゾルンホーフェンがリトグラフ(石版画)に用いられる石材の名産地であることに由来する。
アーケオプテリクスの最初の骨格化石の発見後、初めて鳥類と恐竜類の類縁関係を主張したのは、チャールズ・ダーウィンのブルドッグ(番犬)としても有名なトマス・ヘンリー・ハクスリーで、1860年代後半のことであった。
しかしその後、多くの恐竜が発見されその多様性が非常に大きいことが明らかになるにつれハクスリーが指摘した類似点は曖昧になり、さらに発見された全ての恐竜について鎖骨が退化消失していたことから恐竜という生物の共有形質として「鎖骨の消失」が共有認識となり、鎖骨(叉骨)を持つ鳥類が鎖骨の消失した恐竜類から進化したという説は支持者を失っていった。多くの研究者は鳥類と獣脚類に類似があることを認めつつも、鳥類の祖先は恐竜の祖先でもあるがまだ鎖骨を失っていない槽歯類(英語版)であり、類似は収斂進化にすぎないという意見がその後百年近く主流となる。
その現状を覆し、鳥類は獣脚類から進化したという説を甦らせたのがジョン・オストロムであり、1973年のことであった。彼は獣脚類にも鎖骨を持つ者がいること、すなわち恐竜の鎖骨は全て消失していたわけではないことを明らかにし、獣脚類起源説の最大の障害を取り除いただけでなく、鳥類と小型獣脚類のみが共有する特徴を20以上も挙げた。鎖骨の有無という問題が消失した今、鳥類の特徴(叉骨、羽毛、翼、部分的に保存されていた親指)と恐竜類の特徴(長く突き出た距骨、歯間中隔の存在、坐骨の閉鎖孔突起、尾の血道弓)を兼ね備えるアーケオプテリクスは、この主張を裏付ける決定打となった。
アーケオプテリクスの化石標本は複数個が発掘されているが、それらの関係については問題が残る。大部分の標本は、各々が独自の種名を与えられているからである。例えばベルリン標本は Archaeornis siemensii Dames, 1897、アイヒシュテット標本は Jurapteryx recurva (Howgate, 1984) Howgate, 1985、ミュンヘン標本は Archaeopteryx bavarica Wellnhofer, 1993、そしてゾルンホーフェン標本には Wellnhoferia grandis Elżanowski, 2001 の名が与えられている。
近年、これら全ての標本を単一の種として扱う意見も提唱された。しかしながら、各標本はそれぞれに興味深い差異があることもまた事実である。特にミュンヘン、アイヒシュテット、ゾルンホーフェン、サーモポリスの4標本は、ロンドン、ベルリン、ハールレムのものとはサイズが異なり、指の長さの比率や鼻筋、歯の形状、胸骨の有無などの各所にも相違が見られる。これらの相違は、現生の鳥類において異種の成鳥間に認められる差異と同じ、もしくはそれよりも大きなものである。しかしこれらの差異を、同種の鳥における成長段階の違いとして説明することもまた可能なのである。