Più di qualsiasi altro tipo di fossile, i fossili indice definiscono i periodi geologici per i geologi fornendo le informazioni più utili sull'età della roccia in cui si trovano. I fossili dell'indice sono anche chiamati fossili chiave o digitare fossili.
I migliori fossili indice hanno quattro caratteristiche: sono unici, prevalenti, abbondanti e limitati in tempo geologico. La maggior parte dei fossili proviene da rocce oceaniche, quindi la maggior parte dei fossili di indice provengono da organismi marini. Tuttavia, le rocce giovani trovate in certe regioni sono utili per rivelare i fossili degli organismi terrestri.
Molti tipi di organismi sono unici ma pochi sono diffusi. I fossili di indice che hanno iniziato la vita come uova galleggianti e negli stadi infantili sono importanti perché le correnti oceaniche li hanno aiutati a popolare il mondo. I più di successo sono diventati abbondanti, ma questo li ha anche esposti a cambiamenti ambientali e all'estinzione. Questa caratteristica di prosperità rende i migliori indici fossili.
Le trilobiti sono eccellenti fossili di indice per le rocce paleozoiche. Questi animali mobili vivevano attraverso gli oceani e si evolvevano costantemente in nuove specie dal Medio Cambriano fino alla fine del periodo Permiano, che è quasi l'intero periodo Paleozoico. Questi organismi abitavano vaste aree, anche globali, e i loro grandi fossili possono essere studiati senza un microscopio. I fossili di indice simili includono coralli rugose, crinoidi, molluschi, ammoniti, briozoi e brachiopodi.
Altri fossili di indice come il plancton fluttuante sono molto utili a causa delle loro dimensioni da piccole a microscopiche. I loro corpi minuscoli piovevano su tutto il mare e si trovano in molti tipi di rocce, persino in talosole. I microfossili di indice sono una grande risorsa per l'industria petrolifera e hanno permesso ai geologi di abbattere i tempi geologici in dettagli precisi.
Indici fossili di rocce terrestri formate sulla terra rivelano indizi su piccoli roditori in rapida evoluzione e su animali più grandi che si estendono su ampie aree geografiche.
I fossili di indice definiscono le età, le epoche, i periodi e le epoche nell'architettura formale del tempo geologico. I fossili correlati sono il fossile caratteristico, che appartiene a un periodo di tempo senza definirlo, e guida i fossili, che restringono ma non specificano un periodo di tempo.