38億年前地球上開始出現生物以來，能夠保存形成化石的生物是少之又少，如魚的糞便化石（圖4），並非所有的生物死亡之後就可以形成化石（圖5）。假如形成化石是件容易的事，那地球上必定到處是生物與人的化石了。所以能夠將生物的遺骸保存形成化石必定是非常的困難，必須具備有特殊的條件才能形成。一般形成化石的環境必須在缺氧的環境才容易形成，如沼澤、潟湖環境經常處於缺氧的環境。因為在這種環境中生物體不易產生氧化作用而被破壞，甚至有極少的例子中可以發現生物的肉體也會形成化石。

生物體埋藏在有利形成化石的環境中也不見得未來就可以變成化石，還必須是處在一個可以長久保存的環境。化石保存在岩層中經常因沈積物的孔隙太大流動的地下水將殼體溶蝕消失，也因為如此在砂岩中較少發現化石。沈積泥岩的環境時常是呈現還原的狀態，而且泥岩的孔隙小不易透水，生物體容易保存，因此泥岩中時常發現保存完整的化石。另外造成化石不易保存的原因是岩層埋藏太深或構造作用時其中的化石容易遭受破壞或變形。
    生物殼體在埋藏的過程中，岩層中的礦物質會逐漸的滲入殼體中並且逐漸取代殼體的成份。假如在取代轉化過程中殼體的結構沒有受到破壞，生物原來的構造就會被保存下來，成為石化的殼體稱為化石。例如矽化木是樹木死後埋在地底下經過矽質的取代形成矽質的木化石，從矽化木當中有時還可以清楚看見樹輪的微細構造。但是有時殼體會被破壞無法保存在岩層中，只留下殼體的形狀被拓印在岩層中，稱為化石的印模（圖6)。