化石这个词描述的是各种各样的自然产物。一般来说，化石是在地壳物质中保存下来的过去的植物或动物生命的任何证据。但是，当大多数人谈到化石时，他们指的是这个群体的一个特定的分支——化石，在这个分支中，动物或植物的形状被保存了下来，而其身体的真正有机物却消失了。这些令人惊奇的遗迹可以追溯到史前时代，是由动态的地质过程缓慢形成的。
在大多数情况下，石化过程始于植物或动物死亡时，并很快被沉积物覆盖，通常是在水体的底部。松散的沉淀物保护着遗体不受导致风化和腐烂的元素、细菌和其他力量的侵蚀。这减缓了腐烂过程，因此一些遗骸被保存了数千年(在大多数情况下，只有像骨头或贝壳这样的硬物质)。在此期间，沉积物层继续在骨头上方聚集。最终，这些沉积层变成了坚硬的固体岩石。
在坚硬的岩层形成后的某个时候，水从岩石中渗透下来，冲走了保存下来的遗迹。由于上面的岩石十分坚硬，它并没有掉到残骸原来所在的空地上。这个空旷的空间形成了一个自然的动物模型，完美地保存了原始遗迹的形状。
昆虫化石
在某些情况下，渗透的水携带矿物质进入模具。这些矿物质经过硬化，形成了一种自然的形体模型，就像艺术家用石膏填充模具来制作雕塑模型一样。所有原始的有机物都消失了，但大自然却留下了精确的植物或动物化石的矿物复制品。在没有矿物填充模具的情况下，古生物学家可能会自己填充模具，制造一个人工铸件。
当然，这只是化石形成的一个场景——自然形成化石的方式有很多种。例如，许多史前昆虫已在琥珀中成为化石。当昆虫被包裹在树液中时，就会发生这种石化现象。就像水体底部的沉淀物一样，树液物质保护昆虫免于腐烂并最终硬化。在沥青坑、沼泽、流沙和火山灰中也发现了动物化石。
树木化石
另一种有趣的化石类型是木化石。石化木通常是在树木落入河流时形成的，在河流中，它们变得饱和，然后埋在泥土、灰尘、淤泥和其他材料中。矿物，如火山灰中的二氧化硅，渗入树木，填充木材细胞的小孔。这改变了木材的整体组成，将其转变为石材，同时保留了原有的结构。石化木材中的多种矿物质创造出鲜明的色彩。
除了植物和动物的身体化石，古生物学家还研究动物的足迹和足迹化石，甚至动物粪便化石(称为粪化石)。这些化石很有启发性，因为它们揭示了史前动物是如何运动和吃什么。
化石记录，即世界上所有化石的收集，对于我们理解地球的历史是非常重要的。化石告诉我们哪些植物和动物在史前时期存在，它们生活在哪里。它们还告诉我们它们生活的年代。根据化石在地壳各层的位置，古生物学家可以确定哪些动物先于其他动物，哪些动物生活在同一时期。
利用碳年代测定法，古生物学家有时可以估计化石的年龄。这就提供了化石被发现的岩层的年龄，这就帮助科学家们确定所有其他物质的年代。如果没有化石，我们对地球早期历史的了解将会更加不完整。