fossil這個詞來自拉丁語fossillis，意思是挖掘。化石是古生物學的主要研究對象，為研究地質時期動植物的生活史提供證據。化石在我國古籍中早有記載，如春秋時期的計然、三國時期的吳晉，都提到產於陜西的“龍骨”，即古代脊椎動物的骨骼和牙齒；
《山海經》中也有“石魚”(即魚化石)的描述；南朝齊梁時期的陶弘景琥珀中有古昆蟲的描述。宋代沈括對螺蚌化石和萬度魚化石的起源有正確的認識。迄今為止，發現的最早的細菌化石是35億年前澳大利亞Walla Onna群中的絲狀細菌化石。
所謂化石，是指地質歷史時期保存在巖層中的古生物和生命的遺跡以及生物起源的殘余有機分子。
在漫長的地質年代裏，地球上生活過無數的生物，它們死後的屍體或生命遺留下來的痕跡，很多都被當時的泥沙掩埋了。在隨後的幾年裏，這些生物遺骸中的有機物幾乎被分解(dài)，貝殼、骨骼、枝葉等堅硬部分與周圍的沈積物壹起石化成了石頭，但它們原有的形狀和結構(甚至壹些細微的內部結構)卻保留了下來。同樣，那些生物壹生中留下的痕跡也可以用這種方式保存下來。我們把這些變成化石的生物遺骸和遺骸稱為化石，化石壹般至少需要幾億年才能形成。
通常肌肉或表皮等柔軟部分在保存前已經被腐蝕，只剩下抵抗力較大的部分，如骨骼或貝殼。然後它們被周圍沈積物中的礦物質滲透和取代。許多化石也被覆蓋其上的巖石壓平了。
簡單來說，化石就是由生活在遙遠過去的生物的遺骸或遺跡變成的“石頭”。他們中的許多人當時被泥土掩埋了。在隨後的幾年裏，這些生物遺骸中的有機物被完全分解；同樣，那些生物活著時留下的痕跡也可以這樣保存下來。我們稱這些化石為生物遺骸和遺骸化石。從化石中可以看到古代動植物的樣子，從中可以推斷出古代動植物的生活狀況和生存環境，推斷出埋藏化石的地層的形成時代和歷史變遷，看到從古至今生物的變化。因為在較老的巖石中的化石通常是原始和簡單的，在較新的巖石中的相似物種的化石是復雜和高級的。