索伦霍芬在侏罗纪晚期，也就大约1.55亿年前，现在的德国那时候还是一个镶满了小岛的温暖浅海。海绵和珊瑚在这里生长，突出水面的珊瑚礁将这片海域分隔成一个一个孤立的泻湖。这些泻湖既不能与海洋连通，也没有河流注入。于是在这些温暖孤立的泻湖中，盐度逐渐上升，部分水域变得缺氧（贫氧）甚至有毒。除了蓝藻和微小的原生生物（如有孔虫），大多数生物都不能在泻湖底部水域中长期生存。因此，任何落入泄湖的生物体，无论是从陆地还是从海洋漂流而来，都会被埋入湖底松软的碳酸盐泥浆中，并因此而逃离了被食腐生物分解或者洋流冲散的命运。
今天，在巴伐利亚，在纽伦堡和慕尼黑之间，这些碳酸盐岩泥浆形成的纹理细密的平板灰岩（在德国被称为Plattenkalk），从石器时代就已经被开采用作屋顶和地板，甚至用作平板印刷的板材。这些以索伦霍芬镇命名的，被称为索伦霍芬或索伦霍芬灰岩的岩石，正是以其中富含的精美化石而闻名于世。尽管比较少见，但索伦霍芬灰岩中的化石大多数都保存了精美的生物细节结构，甚至保存了通常情况下难以保存为化石的生物软体结构。
特异化石埋藏点通常是古生物学家们的乐园，因为这些地方往往保存有大量普通化石埋藏点所不能保存的生物细节、软体结构等等，索伦霍芬灰岩就是这样一个埋藏点。虽然索伦霍芬灰岩中埋藏了大量脊椎动物（如鱼龙、翼龙）、无脊椎动物（如鲎、环状蠕虫）、陆生植物（如鳞皮木）和原生生物的精细结构，但这里最出名的化石无疑还是始祖鸟化石！
1861年8月，德国古生物学家冯迈耶（Hermann vonMayer）宣布在索伦霍芬灰岩中发现了羽毛化石，一个多月后，他又在同一个地方发现了一具较为完整（缺少头部）的化石标本，清楚地显示该生物有一对长着羽毛的翅膀，他将之命名为Archaeopteryx lithographica，中文意译为始祖鸟。迄今为止，在索伦霍芬共发现了10块始祖鸟标本，分别是“伦敦标本”、 “柏林标本” 、“马斯堡标本”、 “哈勒姆标本”、 “艾希塔标本” 、“索伦霍芬标本"……。索伦霍芬始祖鸟曾经作为唯一的从爬行动物到鸟类的进化证据，其真实性保受争议与批评，但随着中国热河动物群中大量处于过度类型状态的鸟类的出现，索伦霍芬始祖鸟化石的真实性也得到了最终的肯定。
