“化石”这个词的本意是“从地底挖出来的东西”。许多人都用“化石”这个词来形容所有从地球表层挖掘出来的“石质”珍品。但是，所谓的化石，其实只限于指保存在岩层中的地质历史时期的生物遗骸和遗迹。也就是说，化石必须具有生物属性或能反映生物的生活活动，而那些保存在岩层中的矿质结核、漂亮的卵石，由于它们既不具备生物属性，也与生物的活动无关，并不是化石。此外，化石还必须是保存在地质历史时期形成的岩层中的生物遗骸和遗迹，那些被埋藏在现代沉积物中的生物遗体或人类有史以来的文物都不属于化石的范畴。
化石的形成和保存需要一定的条件。
生物体是否具有由化学性质较稳定的物质组成的硬体（如贝壳、骨骼等）是化石能否形成的关键，具有硬体的生物保存为化石的可能较大。波浪作用强烈的水域环境，不利于生物遗体和遗迹的保存。当环境介质的PH值小于7.8时，由碳酸钙组成的生物硬体容易受到溶蚀，故也不利于生物遗体的保存。氧化条件不利于有机质的保存。如果生物死亡后，它的遗体能够被迅速而长期埋藏，那就比较容易形成化石。如果生物遗体被化学沉积物或生物沉积物所掩埋，形成化石的可能性就比较大。在沉积物固结成岩的石化过程中，强烈的压实作用和重新结晶的作用，不利于化石的形成和保存。
按化石保存特点，大致可将其分为实体化石、模铸化石、遗迹化石和化学化石4种类型。生物遗体全部保存为化石的十分罕见，较常见的是只保存了生物体的某一部分，如一颗牙齿、一块骨头、一枚贝壳或一片叶子等。
1901年，在俄国西伯利亚第四季冻土层里发现的猛犸象化石，不仅骨骼完整，皮、毛、血、肉，甚至胃中的食物也保存了下来，这是由于约2.5万前，在该地区生活的猛犸象死亡之后，被迅速地埋藏在冻土中所致。