1、客体要件

本罪所侵害的客体是国家有关文物的保护制度。对象为古人类化石和古脊椎动物化石。所谓古人类化石、古脊椎动物化石，是指古代人类、古代脊椎动物的遗体、遗物或者遗迹埋藏地下因年代久远而变成的跟石头一样的物品。古人类化石、古脊椎动物化石，对研究古人类、古生物的起源和进化，古人类、古生物生存环境的变迁和演变，以及人类文明发展和进步的历史，地层年代的确定等具有重要的科学研究价值。其数量极其有限，根据我国文物保护法规定，应视为文物加以保护。至于脊椎动物，则是指有脊椎骨的动物，属于脊索动物的一个亚门。

2、客观要件

本罪在客观方面表现为盗掘古人类化石、古脊椎动物化石的行为。所谓盗掘，是指违反文物保护法规，不经主管部门批准，非法私自挖掘。其具体的行为方式可多种多样，有的表现为秘密的，有的则是明火执仗地公开进行掘取;有的是单个人进行，有的则是共同掘取;等等。至于是否在盗掘中使得古人类化石、古脊椎动物化石受到严重破坏，则并不影响本罪成立，行为人在客观上只要实施了盗掘的行为，就可构成本罪。

3、主体要件

本罪的主体为一般主体，即年满16周岁具有刑事责任能力的自然人。

4、主观要件

本罪在主观方面必须出于故意，即明知是古人类化石或者古脊椎动物化石而仍决意盗掘。所谓明知道，既包括确知，即确实知道是古人类化石或者古脊椎动物化石，又包括可能知，即知道所盗掘的可能是古人类化石或古脊椎动物化石。至于行为人盗掘的目的，一股则是为了非法占有古人类化石、古脊椎动物化石。当然亦不能排除行为人还可以有其他目的、如为了侵占古人类化石或者古脊椎动物化石所在的土地，为毁损、破坏古人类化石、古脊椎动物化石等等。

盗掘古人类化石、古脊椎动物化石罪行为是盗掘国家保护的具有科学价值的古人类化石和古脊椎动物化石。这里的盗掘，是指以非法占有为目的的秘密挖掘。

盗掘古人类化石、古脊椎动物化石罪的客体是国家保护的具有科学价值的古人类化石和古脊椎动物化石。这里的古人类化石，是指距今一万年以前的石化了的古人类遗骸或者遗迹，包括直立人，早期、晚期智人的遗骸等。古脊椎动物化石，是指距今一万年以前石化了的古脊椎动物的遗骸或者遗迹。

盗掘古人类化石、古脊椎动物化石罪的责任形式是故意。这里的故意，是指明知是古人类化石、古脊椎动物化石而有意进行盗掘的主观心理状态。