地殼中保存的屬于古地質(zhì)年代的動物或植物的遺體、遺物或生物留下的痕跡叫化石。動物化石包括“肉質(zhì)化石”和“骨質(zhì)化石”。

化石一詞源自拉丁文fossillis，意為挖掘。化石是古生物學(xué)的主要研究對象，它為研究地質(zhì)時(shí)期的動、植物生命史提供了證據(jù)。中國古籍中早已有關(guān)于化石的記載，如春秋時(shí)代的計(jì)然和三國時(shí)代的吳晉，都曾提到山西省產(chǎn)“龍骨”，“龍骨”即古代脊椎動物的骨骼和牙齒的化石；

通常如肌肉或表皮等柔軟部分在保存前就已腐蝕殆盡，而只留下抵抗性較大的部分，如骨頭或外殼。它們接著就被周圍沉積物的礦物質(zhì)所滲入取代。許多化石也被覆蓋其上的巖石重量壓平。


早可以被明確歸類于植物界的化石是在寒武紀(jì)時(shí)的綠藻化石。這些化石像是絨枝藻目鈣化了的多細(xì)胞成員。更早的前寒武紀(jì)化石中有發(fā)現(xiàn)像是單細(xì)胞綠藻的化石，但依然不確定是何種藻類。


松柏和開花植物的根、莖及枝干的化石可以在湖泊及海岸的中生代和新生代地層中被找到。加州紅木、木蘭、櫟樹和棕櫚樹等化石常被找到。
石化木普遍存在于世界的部份地區(qū)，且常在酸性及沙漠地區(qū)中所發(fā)現(xiàn)，因?yàn)槟切┑胤胶苋菀滓蚯治g作用而暴露。石化木通常都被嚴(yán)重地硅化（有機(jī)質(zhì)被二氧化硅取代），且生殖組織常會被保存在良好的狀態(tài)。此類的樣本有些會使用寶石雕琢的裝置來切割及磨光。石化木的石化林已在每個(gè)大陸中被發(fā)現(xiàn)。


在有文字記載的人類歷史的早期，某些希臘學(xué)者曾被在沙漠中及山區(qū)有魚及海生貝殼的存在感到迷惑。公元前450 年希羅多德（Herodotus）注意到埃及沙漠，并正確地認(rèn)為地中海曾淹沒過那一地區(qū)。