化石的形成过程可是一个漫长的化学与物理反应的过程。首先，要有大量的古生物遗体，才有形成化石的基础。其次，这些古生物的遗体有些被其他动物分食，有些氧化或腐烂。只有那些被掩埋到地下的遗体，才有可能形成化石。再次，被掩埋的生物遗体中的硬质部分更容易形成化石，如动物的角、骨骼和牙齿等，植物的树干、孢子和花粉等。这些硬质部分与外界的矿物质发生反应，使得遗体得到加固。最后，需要经过非常漫长的石化过程。那些已经加固的硬质部分在经历一系列物理和化学变化之后，或烙印在岩体上，或与矿物质反应产生新的物质，最终形成化石。

化石的种类也有许多种。那些古生物遗体本身形成的化石，被古生物学家们称为实体化石；而古生物遗体留在岩石中的印痕和复铸物，被称为模铸化石；古生物活动的痕迹和遗物形成的化石，被称为遗迹化石；那些在特定条件下载岩层里保存的古生物遗体分解的有机物形成的化石，被称为化学化石。