Fosílie možno rozdeliť do piatich typov na základe procesu ich konzervácie. Keď je organizmus pochovaný v sedimente, môže po sebe zanechať fosíliu, ak sa sediment zmení na skalu. Dojmy, ktoré zanechávajú organizmy v skale, nie sú pôvodným materiálom, ako sú tkanivá a kostry z tvora. Organický materiál sa nahradí, transformuje alebo rozpustí v priebehu geologického času.
Permineralizácia
Po zakopaní organizmu môžu byť prázdne priestory napadnuté podzemnou vodou. Ak je voda bohatá na minerály, zrážajú sa alebo kryštalizujú v rovnakom tvare ako organizmus. Kryštály vyplňujú a nahrádzajú organizmus, ktorý sa rozpúšťa ďalej. Ak sa organizmus rozpadá pomaly, potom sa môže vytvoriť viac kryštálov, ktoré poskytujú vyššiu úroveň detailov.
Formy a odliatky
Organizmus sa často časom úplne odstráni rozpustením alebo rozpadom. Dutiny vytvorené pri zmiznutí organizmu sa môžu zaplniť sedimentmi. Akonáhle je organizmus preč, v skale zostane iba dojem. Ak je fosília negatívnym odtlačkom vonkajšej strany organizmu, potom sa vytvorí pleseň. Ak je organizmus vyplnený sedimentom, potom ide o odliatok.
Rekryštalizácia
Ak sa organický materiál neodstráni, môže sa zmeniť tak, aby sa stal súčasťou fosílie. Teplo a tlak z pohrebu v sedimente môžu zmeniť štruktúru pôvodného materiálu z organizmu. Vápnik v kostiach môže rekryštalizovať z kalcitu alebo aragonitu. Zlúčeniny v organizme, ktoré sú rekryštalizované, sú preskupené a vytvárajú nové minerály. Rekryštalizácia sa vyskytuje najčastejšie v kostiach alebo škrupinách s vysokým obsahom vápnika.
Karbonizácia
Živé veci obsahujú veľké množstvo uhlíka. Keď sú pochované a stlačené, môžu sa zmeniť na tmavočierne plesne pôvodného organizmu. Intenzívne teplo a tlak skameneli fosíliu a skresľujú ju. Dostatkom tepla a tlaku sa vytvára uhlie. Fosílie listov rastlín sa nachádzajú neskreslené, ale karbonizované, pretože ležia naplocho a sú dvojrozmerné. Materiál sa neodstraňuje karbonizáciou, ale sa mení.
Bioimurácia
Formy života niekedy prerastajú jeden cez druhého. Morský život, ako sú koraly, vytvára prepletené štruktúry, ktoré často konzumujú alebo obklopujú ďalšie kúsky koralov alebo morských húb. Vo fosílnych zvyškoch koralov môžu zostať pozostatky alebo dutiny, ktoré sú samy osebe samostatnými fosíliami. Organizmus bez tvrdej škrupiny zanechá za sebou prázdne miesta vo väčšom stvorení, ktoré ho obklopuje.
