Fossielen zijn er in twee soorten: sporen van fossielen en lichaamsfossielen. Sporenfossielen zijn voetafdrukken, tandafdrukken en nesten, terwijl lichaamsfossielen botten, tanden, klauwen en huid omvatten. De best bewaarde lichaamsfossielen komen uit de hardste delen van het lichaam.
Botten zijn de meest voorkomende lichaamsfossielen en zijn de belangrijkste bron van wat we weten over dinosaurussen. Het eerste dinosaurusbot werd ontdekt in 1818, maar in 1858 vond William Parker Foulke het bijna intacte skelet van een Hadrosaurus in Haddonfield, New Jersey. Deze ontdekking veranderde de wetenschappelijke kijk op de natuurlijke wereld.
Sommige lichaamsfossielen worden „onveranderde overblijfselen” genoemd. Dit betekent dat er zeer weinig fysieke of chemische verandering heeft plaatsgevonden. Een deel van het skeletmateriaal wordt graag begraven in gletsjers, terwijl andere kleinere dieren worden gevonden opgesloten in barnsteen waardoor ze intact blijven. Onderdompeling in teer bewaart ook lichaamsfossielen en is essentieel voor het behoud van zacht weefsel en botten.
In sommige gevallen ontdekken paleontologen afdrukken van skeletten in rotsen en ander materiaal. Deze mallen worden ook wel lichaamsfossielen genoemd. Een afgietsel wordt gevormd wanneer de mal wordt gevuld met een andere stof om een positief fossielbeeld te geven.