Svaka država može se pohvaliti fosilnim zapisima koji otkrivaju različite jedinstvene dinosauruse i druge pretpovijesne životinje, a New Mexico nije iznimka. Ima nevjerojatno bogat i dubok zapis fosila. Geološke formacije u ovom stanju protežu se gotovo neprekinute više od 500 milijuna godina, obuhvaćajući većinu paleozojske, mezozojske i kenozojske ere. Puno je dinosaura, pretpovijesnih gmizavaca i megafaune sisavaca tamo da bi ih sve popisali pojedinačno. Otkrijte najvažnije nalaze fosila u Novom Meksiku, u rasponu od sićušne kolofize dinosaura do ogromne pretpovijesne ptice gastornis.
Službeni državni fosil Novog Meksika, fosile koelofize iskopali su tisuće na Ghost Ranch kamenolom, što je navelo da se spekulira da je ovaj mali dinosaur theropod (tek nedavno evoluirao iz vrlo prvi dinosauri Južne Amerike) lutao jugozapadnim ravnicama kasne trijas Sjeverna Amerika u ogromnim čoporima. Koelofiza je također jedan od rijetkih dinosaura koji pokazuje dokaze o seksualnom dimorfizmu, mužjaci roda koji su malo veći od ženki.
Na prvom mjestu je bio dugonogi, duguljasti, potkoljenjivi nohronih terizinosauri iskopati u Sjevernoj Americi; do ovog važnog otkrića duž granice s New Mexico-om i Arizonom, najpoznatiji rod iz ove čudne obitelji dinosaura bio je središnji Azijat therizinosaurus. Poput svojih rođaka, nothronychus je bio tepod za prehranu biljaka koji je svojim dugim kandžama koristio da ne izvade druge dinosauruse i male sisavce, već da se u vegetaciji uvija s visokih stabala.
Veliki, glasni parasaurolophus s dugim križanjem prvotno je otkriven u Kanadi, ali kasnija iskopavanja u Novom Meksiku pomogla su paleontolozima da identificiraju dvije dodatne vrste ove vrste patka-dinosaur (P. tubicen i P. cyrtocristatus). Funkcija grebena parasaurolofusa? Najvjerojatnije gnjaviti poruke drugim članovima stada, ali može biti i seksualni odnos odabrana karakteristika (to jest, mužjaci s većim grmovima bili su više privlačni ženkama tijekom parenja sezona).
Tijekom posljednjih nekoliko godina, država New Mexico donijela je ostatke ogromnog broja ceratopsijana (džinovskih, dinosaura). Među rodovima nedavno otkrivenim u ovom stanju spadaju i ornamenti otrcan i rogat ojoceratops, titanoceratops i zuniceratops; daljnja studija trebala bi otkriti koliko su ti jedni biljci bili usko povezani jedni s drugima i poznatim ceratopsijancima Bogomoljka koji su živjeli u drugim dijelovima Sjeverne Amerike tijekom kasnog krednog razdoblja.
Svaka država s toliko bogatim fosilnim zapisom kao što je New Mexico sigurno će dati barem nekoliko ostataka sauropodi (divovski, dugokosi slonovi nogavice koji dominiraju u kasnom juru razdoblje). Diplodok i camarasaurus u početku su identificirani drugdje u SAD-u, ali tip uzorka od 30 tona alamosaurus otkrivena je u Novom Meksiku i dobila je ime po toj državi Ojo Alamo formaciji (a ne Alamu u Teksasu, kako mnogi pogrešno pretpostavljaju).
Koelofiza je možda najpoznatiji teodpod u Novom Meksiku, ali ova je država bila dom brojnih dinosaura koji su jeli meso tokom mezozojske ere, neki (poput Alosaur) s dugim paleontološkim rodovnikom i drugim (poput Tawa i daemonosaurus) računajući kao vrlo nedavni dodatak rosteru theropoda. Poput kolofize, mnogi od ovih malenih teropoda tek su nedavno izvedeni iz prvih pravih dinosaura u obližnjoj Južnoj Americi.
Pachycephalosauri ("gušteri s debelim glavama") bili su bizarni, dvonogi, ornithischia dinosaurusi koji posjeduju lubanje debljine nego što su obično, a mužjaci su se međusobno glavom udarili radi dominacije u stadu (i moguće da bi stražnjicama prilazili uz bok). New Mexico je dom barem dva važna roda pahicefalozaura, stegoceras i sfaerotholus, od kojih se posljednji može ispasti da je vrsta treće kosti, prenocefale.
Jedna od prvih istina megafaunski sisavcipolumračni korfodon („vršni zub“) bio je uobičajen prizor u močvarama širom svijeta tijekom ranih eocen epohi, samo 10 milijuna godina nakon što su dinosaurusi izumrli. Otkriveni su brojni primjerci ovog sisavca s velikim dijelom i s velikim brojem tijela s biljkama Novi Meksiko, koji je prije 50 milijuna godina uživao mnogo bujniju i vlažniju klimu nego što je to slučaj danas.
Divovski bizon - ime roda Bison latifrons- lutaju nizinama kasno ledeno doba Sjeverna Amerika također u povijesna vremena. U Novom Meksiku arheolozi su otkrili divovske ostatke bizona povezanih sa naseljima Indijanca, trag koji su prvi ljudski stanovnici sjevera Amerika se udružila u čoporima kako bi lovila ovog sisavca megafaune do istrebljenja (istodobno, ironično dovoljno, jer su ga obožavali kao neku vrstu prirodnog poluboga).
Rani eocenski gastornis nije bio najveći prapovijesna ptica koji su ikada živjeli (ta čast pripada živopisnijim rodovima poput slon ptica), ali bio je jedan od najopasnijih, sa a Tiranosaur- poput građevine koja pokazuje kako evolucija teže prilagoditi iste oblike tijela istim ekološkim nišama. Jedan primjerak gastornisa, otkriven u New Mexico-u 1874. godine, predmet je rada poznatog američkog paleontologa Edward Drinker Cope.