Starodavna DNK se nanaša na ohranjeno DNK iz subfosiliziranih (ne popolnoma fosiliziranih) ostankov starodavnih živali ali ljudi. Na primer, starodavna DNK je bila uspešno izvlečena iz kosti neandertalcev, izumrlih človeških sorodnikov; mamuti, velike slonom podobne zveri, ki so se sprehajale po Zemlji v zadnji ledeni dobi, in egipčanski duhovniki, ki so živeli pred 4000 leti. Fosilni dokazi ponujajo sorazmerno malo informacij o tem, kaj se lahko naučimo iz zaporedja starodavne DNK, zato je po njih veliko povpraševanja in obstaja veliko genetikov, ki so specializirani za starodavno DNK.
Koncept starodavne DNK je populariziral film Stevena Spielberga Jurski park, eden najbolj priljubljenih filmov iz devetdesetih let prejšnjega stoletja. V Jurskem parku oživijo dinozavre z ekstrakcijo njihove DNK iz komarjev, ohranjenih v jantarju, ki so te dinozavre ugriznili tik preden so ujeti v drevesno smolo. Dejansko je nekoč veljalo, da je DNK dinozavrov odkrita, vendar so kasnejše analize pokazale, da temu ni tako in da je zadevna DNK posledica kontaminacije. Študije kažejo, da je najstarejša zakonita starodavna DNK stara približno milijon let. Obstaja nekaj nesoglasij glede tega, ali se DNK, starejša od te, lahko ohrani v jantarju.
Starodavna DNK pomeni, da je mogoče sekvencirati genome nekaterih izumrlih vrst, kot so neandertalci. Inštitut Max Planck za evolucijsko antropologijo je leta 2008 v celoti sekvenciral genom neandertalca, s čimer je postal drugi genom hominidov (poleg ljudi), ki je bil v celoti sekvenciran. Starodavni DNK za projekt neandertalskega genoma je bil vzet iz 38,000 let starega primerka, najdenega v jami na Hrvaškem.
Nekateri strokovnjaki za tehnološko tveganje so bili presenečeni, ko je bila leta 2007 genetska koda virusa španske gripe iz leta 1918 določena na podlagi DNK, pridobljene iz ostankov ljudi, ki so podlegli bolezni, zamrznjene v ledu. Španska gripa iz leta 1918 je bila najhujša svetovna pandemija od črne smrti v Evropi iz 15. stoletja, ki je ubila 100 milijonov ljudi. To je več ljudi, kot je umrlo v obeh svetovnih vojnah skupaj. Genetska koda tega virusa španske gripe je bila objavljena na spletu, da bi jo lahko vsak teoretično uporabil. To je slaba stran starodavnih študij DNK.