Fossiler kan være bevart på mange ulike måter. Det mest vanlige er forsteininger av organismer eller deres rester. Mange forsteininger er egentlig negativavtrykk etter organismer som for lengst har forråtneterer, men siden de lå nedgravd i sediment, er deres form likevel bevart som et hulrom. Hulrommet kan i sin tur senere bli fylt med et annet materiale, som igjen gjenskaper organismens form. Fossile organismer kan også være bevart i sin helhet, f.eks. i rav, permafrost eller myr.
De aller fleste arter på jorden er fossile. Man antar at de nålevende (resente) artene bare utgjør under én prosent av tallet som samlet sett fantes på jorden gjennom alle tider. Det totale tallet for utdødde arter er derfor med sikkerhet flere milliarder. Man har imidlertid bare funnet fossiler etter en brøkdel av disse (ca. 300 000). Grunnen er at sannsynligheten for at en organisme blir fossilisert, dvs. bevart i form av et fossil, er forsvinnende liten. Ikke bare må de «unngå» forråtnelse, de må også oppleve gunstige geologiske betingelser i flere millioner år etterpå – og til slutt bli oppdaget. I noen grupper kjenner man likevel flere fossile enn resente arter (f.eks. armføttinger, kvastfinnefisker og sneller). Andre grupper er i sin helhet bare kjent fra fossiler (f.eks. dinosaurer, frøbregner og trilobitter).
Fossiler i Norge
Det norske fastlandet består for det meste av grunnfjell uten fossiler. Den sedimentære lagrekken i Nordsjøen og på Svalbard er derimot rike på fossiler, og dessuten finnes fossiler fra jordens oldtid i Trondheimsfeltet og Oslofeltet.
