Los fósiles se pueden clasificar en cinco tipos, según su proceso de conservación. Cuando un organismo está enterrado por sedimentos, puede dejar un fósil si el sedimento se convierte en roca. Las impresiones dejadas en la roca por los organismos no son material original como tejido y esqueleto de la criatura. El material orgánico se reemplaza, transforma o disuelve con el tiempo geológico.
Permineralización
Una vez enterrado un organismo, los espacios vacíos pueden ser invadidos por aguas subterráneas. Si el agua es rica en minerales, precipitarán o cristalizarán en la misma forma que el organismo. Los cristales llenan y reemplazan el organismo, que se disuelve. Si el organismo se descompone lentamente, se pueden formar más cristales, lo que proporciona un mayor nivel de detalle.
Moldes y escayolas
A menudo, el organismo se elimina completamente con el tiempo por disolución o descomposición. Las cavidades creadas cuando el organismo desaparece pueden llenarse de sedimentos. Una vez que el organismo se ha ido, solo queda una impresión en la roca. Si un fósil es una huella negativa del exterior de un organismo, entonces se forma un molde. Si el organismo está lleno de sedimentos, entonces es un molde.
Recristalización
Si no se elimina el material orgánico, se puede alterar para que se convierta en parte del fósil. El calor y la presión del entierro dentro del sedimento pueden cambiar la estructura del material original del organismo. El calcio de los huesos puede recristalizarse en calcita o aragonito. Los compuestos de un organismo que se recristalizan se reorganizan para formar nuevos minerales. La recristalización ocurre con mayor frecuencia en huesos o conchas con alto contenido de calcio.
Carbonización
Los seres vivos contienen grandes cantidades de carbono. Cuando se entierran y se comprimen, pueden convertirse en moldes de color negro oscuro del organismo original. El calor y la presión intensos aplastan el fósil y lo deforman. Con suficiente calor y presión, se forma carbón. Los fósiles de hojas de plantas se encuentran sin distorsiones pero carbonizados porque se colocan planas y son bidimensionales. El material no se elimina por carbonización, sino que se altera.
Bioimuración
Las formas de vida a veces crecen unas sobre otras. La vida marina, como el coral, crea estructuras entrelazadas que con frecuencia consumen o rodean otras piezas de coral o esponjas marinas. Pueden quedar mohos o cavidades dentro de los restos fósiles de coral, que son fósiles separados. Un organismo sin un caparazón duro dejará espacios vacíos en la criatura más grande que lo rodea.