Gran parte di ciò che siamo riusciti a scoprire e ricostruire sulla storia biologica e geologica della terra e che oggi sappiamo è dovuto allo studio dei rari resti di animali e vegetali, vissuti parecchie migliaia di anni fa, giunti fino a noi in forma di fossili. La fossilizzazione, evento comunque altamente raro, ha consentito, bloccando la decomposizione degli organismi attraverso il loro veloce seppellimento con sedimenti come la sabbia o il fango, di consegnarci queste antiche creature.

La fossilizzazione, che può durare milioni di anni, è un complesso processo chimico/fisico di trasformazione. Le parti molli di un organismo vivente, vengono distrutte, mentre quelle più dure, tipo ossa, uova, conchiglie, denti, foglie, tronchi, molto lentamente vengono sostituite dai minerali contenuti nei sedimenti, trasformandosi in roccia.

Il termine "fossili" deriva dal latino scavare. Essi si trovano inglobati nelle rocce sedimentarie abbondantemente presenti nella parte superiore della crosta terrestre, le varietà possono essere: ammoniti, belemniti, bivalvi, gasteropodi, brachiopodi, echinodermi, crinoidi, denti isolati di squalo.
Vi sono quattro tipi fondamentali di fossili: resti originali, resti sostituiti, modelli o calchi, tracce. La scienza che studia le forme viventi del passato è la paleontologia.

Alcuni fossili possono essere considerati come una porzione di materia imprigionata (e quindi di energia) che, sfuggendo alla decomposizione e trasferendosi dalla biosfera alla litosfera, viene sottratta all'ecosistema vivente. Quest'energia, ad esempio, è sfruttata dall'uomo nelle varie attività industriali, attraverso l'impiego dei fossili come combustibili (carbone e petrolio). Il carbone è infatti un fossile, che si è generato dalla trasformazione di resti di vegetali.