Fosili se mogu svrstati u pet vrsta, na temelju njihovog postupka očuvanja. Kad je organizam pokopan sedimentom, može ostaviti fosil ako se talog pretvori u stijenu. Otisci koje su organizmi ostavili u stijeni nisu izvorni materijal poput tkiva i kostura bića. Organski materijal se zamjenjuje, transformira ili otapa tijekom geološkog vremena.
Permineralizacija
Nakon što se organizam zakopa, podzemne vode mogu napasti prazne prostore. Ako je voda bogata mineralima, oni će se istaložiti ili kristalizirati u istom obliku kao i organizam. Kristali ispunjavaju i zamjenjuju organizam koji se otapa. Ako se organizam polako raspada, tada se može stvoriti više kristala, pružajući višu razinu detalja.
Kalupi i odljevci
Često se organizam vremenom potpuno ukloni otapanjem ili raspadanjem. Šupljine stvorene nestankom organizma mogu se napuniti sedimentom. Jednom kad organizam nestane, u stijeni ostaje samo dojam. Ako je fosil negativan otisak vanjske strane organizma, tada nastaje plijesan. Ako je organizam ispunjen sedimentom, onda je to gips.
Prekristalizacija
Ako se organski materijal ne ukloni, može se izmijeniti tako da postane dio fosila. Toplina i pritisak zbog sakupljanja unutar sedimenta mogu promijeniti strukturu izvornog materijala iz organizma. Kalcij u kostima može se prekristalizirati u kalcit ili aragonit. Rekristalizirani spojevi u organizmu preuređuju se tako da tvore nove minerale. Prekristalizacija se najčešće događa u kostima ili ljuskama s visokim udjelom kalcija.
Pougljenjivanje
Živa bića sadrže velike količine ugljika. Kada se zakopaju i stisnu, mogu se pretvoriti u tamno crne plijesni izvornog organizma. Intenzivna toplina i pritisak stisnu fosil i izobliče ga. Uz dovoljno topline i pritiska nastaje ugljen. Fosili biljnih listova nalaze se neiskrivljeni, ali karbonizirani jer leže ravno i dvodimenzionalno su. Materijal se ne uklanja karbonizacijom, već se mijenja.
Bioimuracija
Oblici života ponekad rastu jedan preko drugog. Morski život poput koralja stvara isprepletene strukture koje često troše ili okružuju druge dijelove koralja ili morske spužve. Kalupi ili šupljine mogu ostati iza fosilnih ostataka koralja, koji su i sami odvojeni fosili. Organizam bez tvrde ljuske ostavit će prazne prostore u većem stvorenju koje ga okružuje.