地質學家在探討古生態環境時經常以沉積構造與生物化石為主要的研究對象，以生痕化石特性來探討古環境也是一項非常重要的方法。因此配合上述三種方法來討論才能深入了解古生態環境。
     生痕化石(trace fossil，lebenspuren)就是生物在底質活動時遺留的痕跡並且在地層中保存成為化石。從地球上有生物以來至今的海洋、陸地、湖泊與河川等各種環境的岩層中都可以發現生痕化石。因此可以利用岩層中生痕化石的種類與特性來了解古代的沉積環境。至於生痕化石的應用有何意義？Seilacher提出以下四點：
     (1)生痕化石之不同於生物化石是生痕化石雖然存在於相距甚遠不同年代的岩層中，還是可以依據生痕化石的族群特性來作古生態環境的對比。但是年代相距甚遠的生物化石就無法作為古生態的對比，因為生物有演化的現象。生痕化石則無此顧慮，因為不同時代且相異的生物其活動模式可以相類似，因此遺留的痕跡可以相互對比並作為解釋環境的證據。
    (2)生痕化石的辨識較為簡易可以在野外工作時直接識別，並優先作為解釋古環境的指標，環境帶可從陸相至深海洋盆環境。
    (3)生痕經過搬動會立即破壞，所以地層中的生痕化石多屬於原生化石。一般在野外所發現的生物化石大多已經由搬運再堆積（圖9），因此古環境解釋上有較多的顧慮。
    (4)生物化石常具有鈣質外殼或肉質體，死亡後埋藏過程中，肉質體經常會立即腐壞消失，至後期的成岩過程時大部份殼體會遭受溶蝕或破壞而無法保存在岩層中（圖10）。生痕化石則比較容易保存，可以彌補生物化石研究的缺陷。
    Seilacher提出上述看法之後，生痕化石學的研究方向才逐漸朝向探討古生態環境。討論生痕化石的重要性之前，必先了解一般底棲性生物與環境的關係，如此才能有更深入的探索。生痕化石的研究方法除了依型態特徵與行為學的研討之外，最重要的是須配合沉積學的研究。沉積學是探討水流搬運沉積物的物理作用，生痕化石則是探討沉積物沉積之後或同時的各種物理與化學的環境狀態。除了可以提示水流的強弱之外，其它如食物供給量或含氧量等等皆可以反應在生物的行為。因此，生痕化石學與沉積學相互配合的研究可以提供更多有關沉積當時與之後的環境訊息，『環境』是廣汎指稱生物生存空間中各種物理與化學性質的環境因素，如下列幾種：(1)底質沉積物特性，(2)鹽度，(3)含氧量，(4)深度，(5)水流強度。

(1) 底質沈積物特性
     沉積物特性是指沉積物的組成、結構、穩定性與底質的堅硬度等等，上述的特性對於底棲性生物的運動行為或生存方式有極大的影響。

（a）沉積物組成
    沈積物的礦物組成對於一般的生物而言是沒有太直接的影響，可能與沉積物中有機物含量多寡有較明顯的關係。沉積物中含有大量有機物質時會吸引大量的生物來攝食；但有時會造成淺層沉積層中呈現缺氧狀態，形成極少數生物活動的情形。
（b）沉積物結構
     沉積物顆粒大小與淘選度也會明顯影響生活在沉積層中生物的習性。尤其以攝食沉積物的生物對於沉積物顆粒大小則有不同的攝食行為。砂質海床的生物大部份以攝取海水中的微生物與有機物為生。沉積物的膠結性是否良好也會影響居住構造的型態，在泥質或泥質砂層其膠結性較好，居住結構不須有壁襯構造，如Planolites sp.或Chondrites sp.；膠結性差的砂層則必須有壁櫬構造，防止沙層崩塌，如Ophiomorpha sp.（圖11）。
（c）沉積物穩定性
     表層沉積物的穩定性會直接影響活動於其間生物的行為。處在高能量水流環境下，沉積與侵蝕作用經常交替的搬動沈積物，造成海床表層沈積物處於非常不穩定的狀態。因此生物一般居住在沙層中，居住結構常因沉積物的搬動而設置有特殊的結構，如Ophiomorpha sp.的上部管口經常有分叉現象，表示沈積層有被侵蝕或被大量沉積物覆蓋的情形，之後重新建立一個新的管口。  
（d）底質堅硬度
    底質的堅硬強度會改變生物住所的結構，如在堅硬岩石上的生物大部份以鑿洞為住所，如Trypanites sp.（圖12）；其他如Skolithos sp.（圖13）、Ophiomorpha sp.、Zoophycos sp.（圖14）等都在半膠結或鬆軟的沉積層中建造的住所。

(2) 鹽度
     地質學者很難從野外的岩層中探察沈積當時海水的鹽度。生痕學者則嘗試以生痕的型態與數量(abundance)及種數(diversity)的變化來區分淡水、半淡水或海水環境。有些學者研究喬治亞州的現生海岸河口環境時發現愈趨向海洋環境時生痕種數愈多，生物擾動現象愈強烈，似乎可以以此來判斷古海水的鹽度
(3)  含氧量
     地球上絕大部份生物都須賴以氧氣為生，空氣中的含氧量長期維持不變，因此陸地上的生物沒有氧氣缺乏的困擾；但水中的含氧量則隨環境改變而有巨大的變化。Rhoads and Morse(1971)將水中的含氧量多寡分為好氧，半缺氧與缺氧環境。好氧環境為一般正常狀態下的水下環境，含氧量為每公升水中氧超過含1.0毫升，缺氧環境的含氧量則低於0.1毫升。現生的海洋研究亦可以顯示海水的含氧量與底棲性生物量多寡及生物擾動程度有非常密切關係，如圖15。Edwards等人認為生物行為與含氧量亦有密切關係，隨含氧量的增加居住構造則愈多，攝食構造則遞減，但缺氧環境則無生物活動。
(4) 流速
     海床表面水體流速的強弱會直接影響生活在海床上生物的習性。流速的快慢亦會直接影響底質沉積物、含氧量及食物供給量的特性。流速強的環境，底質沉積物以砂質或礫質為主，海水含氧量較富，水體中懸浮的有機物與浮游生物數量較多。Howard認為隨流速強弱的變化會明顯造成生物的擾動現象。水流強勁環境中的生物都居住在砂層中以攝取水中有機物與浮游生物為生，因此底棲性生物大部份以豎管狀的居住構造為主。水流較弱的環境，生物則以攝食或覓食海床表層沉積物為生，因此以攝食、覓食或匍匐痕跡居多且生物擾動作用較劇烈。
(5)  深度
     Seilacher在劃分生痕化石帶時即以深度為依據，而上述各種環境因素大致也隨水深的變化而改變；如海洋中隨深度愈深則溫度愈低，含氧量可能有遞減或遞增變化，陽光穿透量愈低，海床表層水流速度一般逐漸減弱且泥質沉積物愈多，食物供給量愈少。因此從濱面帶、遠濱帶到洋盆環境中生物攝取食物的行為則大不相同。濱面帶屬於高能量環境，生物以攝取海水中有機物或浮游生物為生（攝食行為）；遠濱帶屬於低能量環境，生物則以攝取海床表層沈積物中有機物為生（攝食行為）；而深海洋盆亦屬於低能量環境，生物亦以攝取海床表面沈積物為生（覓食行為）。因此生物族群與生物的行為隨深度的改變而有很大的變化，生痕化石族群亦隨之有明顯的改變，如表一。