I fossili di film di carbonio si formano attraverso un processo noto come carbonizzazione; questo processo conserva un oggetto vivente, in genere una foglia, una piuma, un crostaceo o un pesce, come un sottile strato di carbone. Questi fossili sono tipicamente prodotti mediante compressione e sono generalmente piatti, con un sottile strato di carbonio che mostra il profilo del fossile (da qui il nome di film di carbonio).
Mentre la compressione, o una forte pressione al ribasso, è in genere responsabile per i fossili di film di carbonio, questo non racconta l'intera storia di come queste impressioni durature sono fatte. Oltre all'aspetto di compressione del processo di formazione, il materiale organico del futuro fossile lentamente si decompone e si modifica nel tempo, con processi come la polimerizzazione dei lipidi (grassi) e la volatilizzazione di elementi di base come l'idrogeno e l'azoto. Alla fine, la maggior parte del materiale organico che era originariamente parte della foglia, della piuma o dell'animale si dissolve, lasciando dietro di sé solo uno strato nero sottile di carbone.
La carbonizzazione non deve fare riferimento ai fossili che sono stati preservati in questo preciso processo. Alcuni paleontologi possono riferirsi a qualsiasi fossile scuro e piatto come una carbonizzazione, anche se potrebbe non essere esattamente un esempio appropriato di film di carbonio. I veri fossili di film di carbonio guadagnano questo nome essendo composti principalmente di carbonio, un minerale molto abbondante che causa il colore scuro di questi fossili.
