化石是保存在岩石中的古生物遗体、遗物或遗迹，常见的是骨头和贝壳等。化石的形成过程涉及生物遗体或遗迹被埋藏在地层中，随着时间的推移，遗体中的有机质分解，坚硬部分如骨骼、贝壳等与周围沉积物一起石化，形成化石
保存于地层中的古生物遗体、遗物或遗迹，埋藏在地下，经过自然界的作用，变化而成的保留原物体、遗迹形状、结构或印模的钙化、碳化、硅化、矿化的东西。研究化石可了解生物的发展情况，并能据以确定地层的年代。艾青《鱼化石》诗：“凝视着一片化石，傻瓜也得到教训：离开了运动，就没有生命。
变化为石。 元 郑元祐《次韵刘宪副春日湖上有感》诗：“鹤老离巢松化石，鸾孤照水竹穿沙。” 明 刘基《双带子》曲之四：“天上星辰能化石，黄河千岁也还清。”；典出《初学记》卷五引 南朝 宋 刘义庆《幽明录》：“ 武昌山 上有望夫石，状若人立。古传云：‘昔有贞妇，其夫从役，远赴国难，携弱子饯送北山，立望夫而化为立石，因以为名焉。’” 明 何景明《结肠赋》：“泪陨血而崩城兮，身立枯而化石。” 明 张煌言《得友人书道内子艰难状》诗：“渐来应化石，遮莫但飞蓬。” 苏曼殊《无题》诗之七：“分明化石心难定，多谢云娘十幅笺。”
化石一词源自拉丁文fossillis，意为挖掘。化石是古生物学的主要研究对象，它为研究地质时期的动、植物生命史提供了证据。中国古籍中早已有关于化石的记载，如春秋时代的计然和三国时代的吴晋，都曾提到山西省产“龙骨”，“龙骨”即古代脊椎动物的骨骼和牙齿的化石；
化石的定义：化石是指所谓化石是指保存在岩层中地质历史时期的古生物遗物和生活遗迹以及生物成因的残留有机分子。
在漫长的地质年代里，地球上曾经生活过无数的生物，这些生物死亡后的遗体或是生活时遗留下来的痕迹，许多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物质分解殆（dài）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。同样，那些生物生活时留下来的痕迹也可以这样保留下来。我们把这些石化的生物遗体、遗迹就称为化石，化石一般少都要经过上亿年才能形成。
有胚植物现知古老的生痕化石源自于奥陶纪，虽然此类的化石是零碎不全的。到了志留纪才有完整个化石被保留下来，包括石松门的“刺石松”。泥盆纪之后，莱尼蕨门的详细化石在此时期被发现，此化石显示出了其植物组织的单一个细胞。泥盆纪时亦出现了被认为是古老树木的植物“古羊齿属”，此类植物在其树干上有蕨叶，但此蕨叶不会产生孢子。
松柏和开花植物的根、茎及枝干的化石可以在湖泊及海岸的中生代和新生代地层中被找到。加州红木、木兰、栎树和棕榈树等化石常被找到。
石化木普遍存在于世界的部份地区，且常在酸性及沙漠地区中所发现，因为那些地方很容易因侵蚀作用而暴露。石化木通常都被严重地硅化（有机质被二氧化硅取代），且生殖组织常会被保存在良好的状态。此类的样本有些会使用宝石雕琢的装置来切割及磨光。石化木的石化林已在每个大陆中被发现。
在有文字记载的人类历史的早期，某些希腊学者曾被在沙漠中及山区有鱼及海生贝壳的存在感到迷惑。公元前450 年希罗多德（Herodotus）注意到埃及沙漠，并正确地认为地中海曾淹没过那一地区。
