2006년 12월 5일에 천연기념물로 지정되었다. 아두섬은 경상남도 사천시 삼천포항에서 남동쪽 3㎞ 해상에 있다. 한려해상국립공원 사천시지구에 속해있으며 섬 전체가 공룡 화석산지로 보존되고 있다. 지정 면적은 9,025㎡이다.
화석이란 동식물의 유해 · 족흔과 같은 유형 혹은 생활 흔적 등이 지층 중에 존재하는 것을 말한다. 흔히 단괴(團塊: 퇴적암 속에서 지름 수 m에서 모래알 크기까지 특정 성분이 모여 만들어진 부분) 중에 화석이 잔존하는 경우가 많다.
사천 아두섬 공룡 화석산지는 중생대 백악기에 형성되었다. 당시 이 지역은 공룡 등 다양한 생물이 서식하던 호수였다. 이에 따라 공룡의 흔적화석이 잔존하고, 연흔(漣痕: 바람이나 물의 움직임에 의해 퇴적물의 표면에 형성되는 파상의 흔적 화석) 등 호수의 흔적이 잔존한 호소퇴적물이 퇴적암으로 발달하여 오늘날에 이르게 되었다.
무인도인 아두섬에는 공룡발자국 화석, 공룡알 화석 및 공룡뼈 화석이 잘 보존되어 있다. 용각류(龍盤類, Sauropoda)와 수각류(獸脚類, Theropoda) 공룡의 발자국들이 해안가 곳곳에 선명하게 보존되어 있다. 그리고 공룡알 화석들이 둥지를 이루고 있다.
특히 국내에서는 매우 드문 공룡뼈 화석이 여러 곳에서 발견되고 있어 공룡의 서식 근거지였던 것으로 추정된다. 따라서 아두섬 전체가 공룡의 서식 근거지로 고생태학과 고환경의 연구 가치가 매우 높은 것으로 평가된다.
현재 아두섬은 화석산지의 보호를 위해 공개제한지역으로 지정되어 있다. 관리 및 학술 목적 등으로 출입하고자 할 때에는 국가유산청장의 허가를 받아 출입할 수 있다.