化石是通过在漫长的地质年代里，被当时的泥沙掩埋起来。在随后的岁月中，这些生物遗体中的有机质被分解殆尽，坚硬的部分如外壳、骨骼、枝叶等与包围在周围的沉积物一起经过石化变成了石头，但是它们原来的形态、结构（甚至一些细微的内部构造）依然保留着；

当一个生物死亡之后被沙子、火山灰等沉积物掩埋了起来，动物的内脏等柔软部分会很快腐烂，之后只有坚硬的骨头留了下来。

随后，更多的沉积物把遗体掩埋得越来越深，以至于遗体周围的沉积物都变成了致密的岩石。

这漫长的时间中，骨架也终被逐渐分解，在岩石中留下了一个特定形状的空腔，模具就这样做好了。在骨架分解的过程中，带着矿物质的水可能会流进来，其中的矿物质会填充进空隙之中，变成更加致密的石头，这就是化石。

原来的生物虽然消失殆尽了，但是自然以神奇的力量用石头保留了它们大致的形状。

因为平常在陆地上死亡的生物很少会被沉积物掩埋，很难形成化石，因此只有极少生物最终会成为化石。最适合形成化石的环境是海洋湖泊底，因此我们可以看到很多水生生物的化石。