Fosile ohranjamo na dva glavna načina: s spremembo in brez nje. Konzerviranje s spremembo vključuje karbonizacijo, petrifikacijo, prekristalizacijo in nadomestitev. Ohranjanje brez sprememb vključuje uporabo plesni in zbiranje posrednih dokazov.
Karbonizacija
Karbonizacija se pogosto zgodi pri ohranjanju rastlin in mehkih organizmov. Ostanki rastline ali živali so zdrobljeni pod težo kamnine. Plini, vključno z vodikom, dušikom in kisikom, se izpuščajo v procesu toplote in kompresije. Za seboj ostane karbonski film, vtis nekdanjega bitja.
Okamenelost
Včasih se imenuje permineralizacija, do okamenelosti pride, ko se porozni material, kot je kost ali lupina, napolni z zaščitnim materialom, kot sta kalcijev karbonat ali silicijev dioksid. Prvotna lupina ali kost se zakopljeta pod zemljo in voda prodre na površino. Podtalnica vsebuje kalcijev karbonat, ki zapolni prazne prostore v materialu, ki se sčasoma strdi in napolni pore, polne mineralov, ki ohranjajo izdelek.
Rekristalizacija
Rekristalizacija se pogosto zgodi v fosilih lupine in je postopek, pri katerem kristali majhne molekule kristalizirajo znotraj lupine, ki je pogosto tvorjena iz ene vrste kalcijevega karbonata, se lahko pretvori v drugo vrsto kalcija karbonat. To lupino stabilizira in spremeni v fosil.
Zamenjava
Tako v lupinarjih kot v lesu je zamenjava, kadar atomsko sestavo prvotnega živega bitja celica nadomešča z novo kemijsko strukturo. Običajno kemikalijo, ki nadomesti original, določa podtalnica, v kateri leži fosil. Pogosta vrsta nadomestitve je silifikacija. Takrat se prvotni živi ostanki nadomestijo s silicijevim dioksidom, kot v primeru okamnelih gozdov.
Casting
Ulivanje in oblikovanje sta posreden način ohranjanja fosilov. V tem primeru posredno pomeni, da se kemična sestava organske snovi ne spremeni, temveč leži v snovi, ki naredi vtis o snovi. Pogosti primeri vključujejo ulitke listov praproti in polževih lupin.
Sledi fosilom
Sledijo fosilom so še ena vrsta posrednega ohranjanja fosilov. Primeri fosilov v sledovih so stopinje in sledi. Dinozavri in druge prazgodovinske živali so se premikali skozi podrast in po zgornji zemlji, ki je bila kasneje prekrita z drugimi naplavinami. V nekaterih primerih so bili njihovi sledovi ohranjeni in jih je mogoče izkopati in izrezati iz zemlje. Drug primer fosila v sledovih je gnoja živali. Ohranjena, fosilizirana gnoja zagotavlja strokovnjakom za fosilne dokaze o starodavnih virih hrane in strukturi prazgodovinskega prebavnega sistema.