Ordet fossil kommer fra det latinske udtryk fossilis, der betyder "gravet op." Fossiler dannes, når en organisme begraves af vand, der indeholder snavs og mineraler, og gennem virkningerne af vind eller tyngdekraft. De fleste fossiler findes i sedimentære klipper. Fossiler kan også findes i metamorf sten eller sten, der er blevet ændret af varme eller tryk. Sjældent findes fossiler i stiv sten, som dannes, når magma strømmer og hærder. De fem oftest citerede fossiltyper er skimmel, støbning, aftryk, permineralisering og sporfossiler.
Skimmel eller indtryk
En form eller et indtryksfossil dannes, når planten eller dyret henfalder fuldstændigt, men efterlader et indtryk af sig selv, som en hul form. Intet organisk materiale er til stede, og selve organismen kopieres ikke. Skimmel- eller indtryksfossiler kan dannes på flere måder, men generelt skal der være nok luft til at lade det organiske materiale nedbrydes fuldstændigt, hvilket forhindrer fossilisering eller organismen. Disse fossiler er normalt dannet i sand eller ler.
Cast
Støbte fossiler er den type, som folk er mest fortrolige med, da de udgør de spektakulære dinosauruskeletter, der kan ses på museer. Støbte fossiler opstår, når mineraler aflejres i formen, der efterlades af det rådnende organiske materiale, hvilket resulterer i en tredimensionel replika af de hårde strukturer af planten eller dyret.
Aftryk
Aftryksfossiler findes i silt eller ler, ligesom formen eller indtryksfossilerne, men de efterlader kun et todimensionalt aftryk. Disse fossiler findes undertiden på udsatte stenoverflader, eller når lagene i klippen brydes, hvilket afslører fossilet indeni.
Permineneralisering
Ved permineralisering eller forstenede fossiler erstattes hver del af organismen med mineraler, hvilket efterlader en stenkopi af organismen. Knogler, tænder og endda træagtige plantematerialer såsom træer bevares undertiden på denne måde. Et berømt eksempel på forstening er de hundreder af forstenede træer i den forstenede skov i Holbrook, Arizona.
Spor
Sporfossiler viser normalt spor, som dyr har lavet, mens de bevæger sig over blødt sediment. Dette sediment hærder senere til at blive sedimentær sten. Sporfossiler er værdifulde for palentologer, fordi forskere ved at studere disse fodspor kan finde ud af hvordan dyrene flyttede, hvilket igen giver vigtig information om strukturen og endda livet for arter.