Fósseis são restos do passado. Durante a fossilização, o conteúdo protoplasmático das células desaparece primeiro. Depois, células parenquimatosas mais moles começam a se desintegrar, mas tecidos esclerênquimatosos ou cutinizados mais duros tentam resistir. A pressão crescente de rochas sedimentares pesadas força água e outras substâncias orgânicas (gás de pântano, ácidos húmicos) a saírem. Fósseis ficam altamente comprimidos e o resultado final depende das condições ambientais.
Oceanos são ideais para formação de fósseis. Quando organismos morrem, partes duras de seus corpos se depositam no fundo do mar e são cobertas por sedimento. O processo de deposição continua e fósseis se formam.
Conceito de infiltração sugere que a precipitação de minerais ocorre, infiltrando posteriormente as paredes celulares. Processo provocado por elementos minerais como sílica, carbonato de cálcio e carbonato de magnésio.
Organismos fazem impressões em lama ou areia. Estas endurecem e viram pedra; impressões solidificadas são moldes.
Plantas ou fragmentos são comprimidos por pressão vertical. Chamados de compactações ou plantas mumificadas.
Às vezes o corpo inteiro é preservado. Âmbar, gelo e alcatrão atuam como conservantes. Fósseis de mamutes e tigres dente-de-sabre encontrados na Sibéria preservados sob gelo.
Em algumas circunstâncias, poros dos ossos se enchem de minerais, mantendo partes do osso intactas. Paredes celulares ou materiais duros são substituídos por sílica ou carbonato de cálcio.