Fosilijas var iedalīt piecos veidos, pamatojoties uz to saglabāšanas procesu. Ja organismu apglabā nogulsnes, tas var atstāt fosiliju, ja nogulsnes tiek pārvērstas klintīs. Organismu atstātie iespaidi nav oriģināls materiāls, piemēram, radības audi un skelets. Organiskais materiāls tiek aizstāts, pārveidots vai izšķīdināts ģeoloģiskā laikā.
Permineralizācija
Pēc organisma apglabāšanas tukšās vietās var iebrukt gruntsūdeņi. Ja ūdenī ir daudz minerālvielu, tie izgulsnējas vai kristalizējas tādā pašā formā kā organisms. Kristāli aizpilda un aizvieto organismu, kas izšķīst. Ja organisms sabrūk lēni, tad var veidoties vairāk kristālu, nodrošinot augstāku detalizācijas pakāpi.
Veidnes un lējumi
Bieži vien organisms laika gaitā tiek pilnībā izvadīts, izšķīstot vai sadaloties. Dobumi, kas izveidoti, izzūdot organismam, var būt piepildīti ar nogulsnēm. Kad organisms vairs nav, klintī paliek tikai iespaids. Ja fosilija ir negatīvs nospiedums no organisma ārpuses, tad veidojas pelējums. Ja organismu aizpilda nogulsnes, tad tas ir ģipsis.
Pārkristalizācija
Ja organiskais materiāls netiek noņemts, to var pārveidot, lai kļūtu par fosilijas daļu. Siltums un spiediens, ko rada apbedīšana nogulumos, var mainīt organisma sākotnējā materiāla struktūru. Kaulos esošais kalcijs var pārkristalizēties kalcītā vai aragonītā. Organisma savienojumi, kas tiek pārkristalizēti, tiek pārkārtoti, veidojot jaunus minerālus. Rekristalizācija visbiežāk notiek kaulos vai čaumalās ar augstu kalcija saturu.
Karbonizācija
Dzīvās būtnes satur lielu daudzumu oglekļa. Apglabāti un saspiesti, tie var pārvērsties sākotnējā organisma tumši melnās formās. Intensīvs karstums un spiediens izspiež fosiliju un izkropļo to. Ar pietiekamu siltumu un spiedienu rodas ogles. Augu lapu fosilijas tiek atrastas neizkropļotas, bet karbonizētas, jo tās novietojas līdzenas un ir divdimensiju. Materiāls netiek noņemts karbonizācijas ceļā, bet tiek mainīts.
Bioimmurācija
Dzīvības formas dažkārt izaug pāri. Jūras dzīve, piemēram, koraļļi, rada savstarpēji saistītas struktūras, kas bieži patērē vai ieskauj citus koraļļu vai jūras sūkļa gabalus. Veidnes vai dobumus var atstāt koraļļu fosilajās atliekās, kas pašas ir atsevišķas fosilijas. Organisms bez cieta apvalka atstās tukšas vietas lielākajā radībā, kas to ieskauj.