Es ist nicht viel, was wir von diesen ausgestorbenen Meerestieren in den Händen halten, doch sind es in ihrer differenzierten Gestaltung und in ihrem Aufbau in mehrfacher Hinsicht sehr wichtige Fossilien. So bilden sie in den Zeiten der Unter- und Oberkreide gute Leitfossilien, mit deren Hilfe sich die unterschiedlichen Gesteinsschichten unterscheiden und altersmäßig gliedern lassen. Es sind biologische Zeitmesser und Künder bestimmter Lebensräume, besonders in den Meeren der oberen Kreidezeit vor etwa 70 Millionen Jahren, und „fossile Thermometer".
Es war eine bedeutende wissenschaftliche Entdeckung, als Forscher feststellten, dass bestimmte Sauerstoffisotope in Abhängigkeit von Temperatur, an der Bildung von Kalk beteiligt sind. Eines der Kalkminerale ist Kalzit, der Stoff aus dem die Belemniten ihr Innenskelett, das Rostrum bildeten. So ließ sich durch Isotopenmessungen die Wassertemperatur feststellen, in dem die Belemniten gelebt haben. Das waren im Meer der Oberkreidezeit im Durchschnitt ca. 14 Grad . Zum Vergleich: die heutige Ostsee ist nur ca. 8 Grad warm.

Auch das Lebensalter der Belemniten ließ sich ermitteln. Im Querbruch zeigen die Rostren Wachstumsringe, die im Sommer und Winter unterschiedlich stark angelegt wurden, ähnlich den Jahresringen der Bäume. Gewöhnlich waren es vier Jahre die solch ein Tier lebte, wenn es nicht irgendwelchen Beutegreifern zum Opfer fiel. Davon gab es allerdings sehr viele z.B. große Fische und Meeresreptilien, in deren Mägen oft große Mengen zerknackter Belemniten gefunden wurden. Ein Lebensalter von vier Jahren entspricht etwa dem Lebensalter heutiger Tintenfische.
Vor 65 Millionen Jahren starben die Belemniten aus, zusammen mit den Schreckenechsen, den Dinosauriern.

Der Name Belemnites bedeutet „das Geschleuderte, der Blitz“. Der Name „Donnerkeile“ verweist auf Geschosse des Donnergottes Donar / Thor, die er zur Erde schleudert und damit die Blitze erzeugt. Die Donnerkeile sollten sieben Klafter tief in den Boden einschlagen. Jedes Jahr steigen sie jedoch einen Klafter hoch, bis sie nach sieben Jahren wieder den Erdboden erreichen. Dort werden sie dann gefunden. Es waren Zaubersteine, mit der Kraft Donars aufgeladen, die das Unheil abwehrten.

Belemniten waren ein beliebtes Hausmittel, das in keiner Apotheke fehlten durfte. Sie wurden angewendet gegen Albdrücken und Brustleiden, bei Nieren- und Blasenleiden, sowie in der Augenheilkunde bei Mensch und Tier. Als „Rappenkegel“ wurden Belemniten pulverisiert und Pferden in die Augen gestreut. Auch Hildegard von Bingen wusste ein treffliches Rezept, ausschließlich gegen Magenschmerzen.
In Nepal und Indien werden Belemnitenrostren als Inkarnation verschiedener Götter betrachtet und als phallische Fruchtbarkeitsspender und Liebeszauber verwendet.