Hoá thạch vi cổ sinh: Tảo Silic (Diatome), Trùng lỗ (Foraminifera) ở khu cực đồng bằng Thanh Hoá tương đối phong phú và đa dạng cả về thành phần phân loại và đặc điểm sinh thái. Qua nghiên cứu trên 100 mẫu tảo Silic, đã phát hiện được 100 loài thuộc 38 giống của nhiều họ, bộ khác nhau. Chiếm ưu thế là đại biểu của các giống: Achnanthes, Cyclotella, cymbella, Diploneis,... Về sinh thái, tảo Silic Holocen thuộc các nhóm sinh thái chính sau: tảo biển, tảo nước lợ, tảo nước ngọt, loại tảo ở đáy và sống trôi nổi. Hoá thạch Trùng lỗ, đã xác định được trên 40 loài thuộc 26 giống, trong đó thường gặp là đại biểu của các giống: Ammonia. Elphidium, Quinqueloculina, Pseudorotalia,... Về sinh thái, Trùng lỗ thuộc các nhóm chính: biển nông gần bờ-ven bờ, cửa sông ven biển, đầm lầy ven biển, sống đáy,... Đồng bằng Thanh Hoá có lịch sử phát triển rất trẻ, mới chỉ từ đầu Đệ Tứ. Chính các thành tạo trầm tích Holocen là vật liệu chủ yếu tạo nên đồng bằng Thanh Hoá hiện nay