Essa preservação ocorre principalmente em rochas, mas pode ocorrer também em materiais como sedimento, gelo, piche, resina, solo e caverna, e os exemplos mais citados são ossos e caules fossilizados, conchas, ovos e pegadas.
A Paleontologia é a principal disciplina científica que utiliza fósseis como objeto de estudo, instaurada com a aceitação dos trabalhos de Georges Cuvier.
Nessa área do conhecimento, os fósseis fornecem dados importantes quanto à evolução biológica, datação e reconstituição da história geológica da Terra.A totalidade dos fósseis e sua colocação nas formações rochosas e camadas sedimentares é conhecido como registro fóssil, o qual contém inúmeros restos e vestígios fossilizados dos mais variados seres do passado geológico da Terra.
Porém, apenas uma porcentagem ínfima das espécies que já habitaram a Terra preservou-se na forma de fósseis, já que a fossilização é considerada um fenômeno excepcional por contrapor-se aos processos naturais de decomposição e intemperismo.
Logo, as partes esqueléticas biomineralizadas, mais duras e resistentes à decomposição e à erosão, tais como dentes, conchas, carapaças e ossos, são bem mais frequentes e, por isso, a maioria do registro fóssil é constituída por fósseis destes tipos de restos biológicos.
Entretanto, restos orgânicos mais delicados e perecíveis também podem se fossilizar.
A preservação de matéria orgânica e de restos esqueléticos delicados, uma vez que estes se decompõem e são destruídos rapidamente, requerem condições de fossilização fora do comum e, por serem especiais, ocorrem na natureza mais raramente.
Isso implica na menor ocorrência natural desses fósseis de restos.
Em qualquer das circunstâncias, para que os restos de um qualquer ser vivo fossilizem-se, é fundamental que esses sejam rapidamente cobertos por material que os preserve, geralmente sedimento.O que determina o fóssil é a ocorrência conjunta de um resto identificável com a origem biológica num contexto geológico, independentemente do seu tipo e da sua idade.
