化石的形成过程是生物死后被埋在地下，几万年以后会转变成碳酸钙、硅化石、黄铁矿、氧化铁等成分，变得像石头一样坚硬。柔软的皮肤和肌肉被分解，坚硬的骨头和粗糙的外皮转变成化石。
化石是存留在岩石中的古生物遗体、遗物或遗迹，最常见的是骨头与贝壳等。动物死亡后，细菌就会分解掉尸体上的各种组织。但若尸体刚好在适当的时间被留在了适当的地点，尸体上某些坚硬的组织如骨骼、壳、牙齿等就可以保存下来。如果幸运的话，古生物学者可以从一片废墟中挖出300万年前的动物牙齿。他们把这些从远古时代保存至今的生物标本叫做化石。
有很长一段时间，化石作用被认定是单纯的“石化”，后来人类才逐渐了解化石形成的原理。这是一种非常复杂的过程，是生物、物理、化学三种现象的结合。而化石的形成，需要一些特殊条件：
1、死去的有机体被迅速埋在沙土、淤泥或河泥中而没有分解。海底和湖底是非常有利的环境，草原和沙漠也不错。
2、此生物不曾腐坏，而由矿物逐渐取代该生物体的有机物质。
3、化石若要保存几百万年不变，必须在石化后，不再经历任何地质变动。
