地壳中保存的属于古地质年代的动物或植物的遗体、遗物或生物留下的痕迹叫化石。动物化石包括“肉质化石”和“骨质化石”。
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。”
《山海经》也有“石鱼”（即鱼化石）的记述；南朝齐梁时期陶弘景有对琥珀中古昆虫的记述；宋朝沈括对螺蚌化石和杜绾对鱼化石的起源，已有了正确认识。迄今，发现早的细菌化石为距今35亿年前的澳大利亚瓦拉翁纳群中的丝状细菌化石。
早可以被明确归类于植物界的化石是在寒武纪时的绿藻化石。这些化石像是绒枝藻目钙化了的多细胞成员。更早的前寒武纪化石中有发现像是单细胞绿藻的化石，但依然不确定是何种藻类。
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。
