Fossiler kan kategoriseres i fem typer, basert på bevaringsprosessen. Når en organisme begraves av sediment, kan den etterlate seg et fossil hvis sedimentet blir omgjort til stein. Inntrykkene igjen i bergarter av organismer er ikke originalt materiale som vev og skjelett fra skapningen. Det organiske materialet blir erstattet, transformert eller oppløst over geologisk tid.
Permineralisering
Etter at en organisme er begravet, kan de tomme områdene bli invadert av grunnvann. Hvis vannet er rik på mineraler, vil de felle ut eller krystallisere seg i samme form som organismen. Krystallene fyller og erstatter organismen, som løses opp. Hvis organismen forfaller sakte, kan det dannes flere krystaller som gir et høyere detaljnivå.
Former og støpegods
Ofte fjernes organismen over tid ved oppløsning eller forfall. Hulrommene som opprettes når organismen forsvinner, kan bli fylt med sediment. Når organismen er borte, er det bare et inntrykk igjen i fjellet. Hvis en fossil er et negativt avtrykk av utsiden av en organisme, dannes det en form. Hvis organismen fylles ut av sediment, er det en rollebesetning.
Omkrystallisering
Hvis ikke organisk materiale fjernes, kan det endres for å bli en del av fossilet. Varmen og trykket fra nedgravning i sediment kan endre strukturen til det originale materialet fra organismen. Kalsium i bein kan omkrystallisere til kalsitt eller aragonitt. Forbindelsene i en organisme som omkrystalliseres, omorganiseres for å danne nye mineraler. Omkrystallisering forekommer oftest i bein eller skjell med høyt kalsium.
Karbonisering
Levende ting inneholder store mengder karbon. Når de begraves og komprimeres, kan de bli mørke sorte former av den opprinnelige organismen. Intens varme og trykk klemmer fossilet og forvrenger det. Med nok varme og trykk dannes kull. Plantebladfossiler er funnet forvrengt, men karboniserte fordi de legger seg flate og er todimensjonale. Materiale fjernes ikke ved karbonisering, men endres.
Bioimmurasjon
Livsformer vokser noen ganger over hverandre. Marint liv som koraller skaper sammenflettede strukturer som ofte konsumerer eller omgir andre biter av koraller eller sjøsvamp. Former eller hulrom kan være igjen i de fossile restene av koraller, som i seg selv er separate fossiler. En organisme uten et hardt skall vil etterlate seg tomme rom i den større skapningen som omgir den.
