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

《山海經(jīng)》也有“石魚”（即魚化石）的記述；南朝齊梁時(shí)期陶弘景有對(duì)琥珀中古昆蟲的記述；宋朝沈括對(duì)螺蚌化石和杜綰對(duì)魚化石的起源，已有了正確認(rèn)識(shí)。迄今，發(fā)現(xiàn)早的細(xì)菌化石為距今35億年前的澳大利亞瓦拉翁納群中的絲狀細(xì)菌化石。

在漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代里，地球上曾經(jīng)生活過(guò)無(wú)數(shù)的生物，這些生物死亡后的遺體或是生活時(shí)遺留下來(lái)的痕跡，許多被當(dāng)時(shí)的泥沙掩埋起來(lái)。在隨后的歲月中，這些生物遺體中的有機(jī)物質(zhì)分解殆（dài）盡，堅(jiān)硬的部分如外殼、骨骼、枝葉等與包圍在周圍的沉積物一起經(jīng)過(guò)石化變成了石頭，但是它們?cè)瓉?lái)的形態(tài)、結(jié)構(gòu)（甚至一些細(xì)微的內(nèi)部構(gòu)造）依然保留著。同樣，那些生物生活時(shí)留下來(lái)的痕跡也可以這樣保留下來(lái)。我們把這些石化的生物遺體、遺跡就稱為化石，化石一般少都要經(jīng)過(guò)上億年才能形成。


煤系地層是生存于古生代時(shí)的植物的化石的主要來(lái)源。煤炭礦是采集化石好的場(chǎng)所，而且碳本身便是化石植物的殘留，雖然植物化石的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)很少會(huì)留在碳中。在蘇格蘭格拉斯哥維多利亞公園中的化石森林里，有發(fā)現(xiàn)鱗木的樹(shù)干。


松柏和開(kāi)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(shù)和棕櫚樹(shù)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(huì)被保存在良好的狀態(tài)。此類的樣本有些會(huì)使用寶石雕琢的裝置來(lái)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)。


舌羊齒屬等種子蕨的化石廣泛分布在南半球的數(shù)個(gè)大陸中，此一事實(shí)支持了阿爾弗雷德·魏格納所提出的大陸漂移學(xué)說(shuō)。