Fossiler kan kategoriseras i fem typer, baserat på deras konserveringsprocess. När en organism begravs av sediment kan den lämna ett fossil om sedimentet förvandlas till sten. Intrycken som lämnas i sten av organismer är inte originalmaterial som vävnad och skelett från varelsen. Det organiska materialet byts ut, transformeras eller löses bort under geologisk tid.
Permineralisering
Efter att en organism har begravts kan de tomma utrymmena invaderas av grundvatten. Om vattnet är rikt på mineraler kommer de att fällas ut eller kristallisera i samma form som organismen. Kristallerna fyller och ersätter organismen som löses upp. Om organismen sönderfaller långsamt kan fler kristaller bildas, vilket ger en högre detaljnivå.
Formar och gjutningar
Ofta avlägsnas organismen helt över tid genom upplösning eller förfall. Hålrummen som skapas när organismen försvinner kan fyllas med sediment. När organismen är borta är det bara ett intryck kvar i berget. Om en fossil är ett negativt avtryck av en organisms utsida, bildas en mögel. Om organismen fylls i med sediment är det en gjutning.
Omkristallisation
Om organiskt material inte avlägsnas kan det ändras för att bli en del av det fossila. Värmen och trycket från nedgrävning i sediment kan förändra strukturen hos originalmaterialet från organismen. Kalcium i ben kan omkristallisera till kalcit eller aragonit. Föreningarna i en organism som omkristalliseras ordnas om för att bilda nya mineraler. Omkristallisation förekommer oftast i ben eller skal med hög kalciumhalt.
Förkolning
Levande saker innehåller stora mängder kol. När de begravs och komprimeras kan de förvandlas till mörksvarta formar av den ursprungliga organismen. Intensiv värme och tryck pressar fossilen och snedvrider det. Med tillräckligt med värme och tryck bildas kol. Växtbladfossiler finns oförvrängda men karboniserade eftersom de ligger platt och är tvådimensionella. Material avlägsnas inte genom karbonisering utan förändras.
Bioimmuration
Livsformer växer ibland över varandra. Marint liv som korall skapar sammanflätade strukturer som ofta konsumerar eller omger andra korallbitar eller havssvamp. Formar eller håligheter kan lämnas kvar i de fossila resterna av koraller, som själva är separata fossiler. En organism utan hårt skal lämnar tomma utrymmen i den större varelsen som omger den.