Affinché un fossile si formi, i resti di un animale devono essere ricoperti di sedimenti relativamente rapidamente dopo la morte dell'organismo. I tessuti molli marciscono prima che il sedimento si indurisca attorno alle ossa e ai denti. Alla fine, i resti si dissolvono, lasciando una fessura nella roccia che si riempie di minerali.
Una varietà di sostanze diverse può offrire le giuste condizioni per la fossilizzazione. Le torbiere umide sono eccellenti per la conservazione dei fossili, poiché i resti duri possono affondare sotto la superficie, protetti da predatori e batteri. La cenere vulcanica è un altro buon conservante per i fossili. L'oceano è un'eccellente fonte di conservazione dei fossili, con strati di sedimenti costantemente rinnovati per seppellire i resti e avviare il processo di fossilizzazione. Molti dei migliori giacimenti fossili del mondo erano un tempo coperti dalle acque oceaniche.
Una volta sepolti i resti, il sedimento deve avere la possibilità di solidificarsi per preservare un cast delle ossa. Questo di solito si verifica quando la pressione lavora sugli strati nel tempo. Il sigillo attorno ai resti è raramente completo, tuttavia, consentendo alle ossa originali di dissolversi nel tempo. Le crepe negli strati di sedimenti consentono all'acqua ricca di minerali di fluire nello spazio negativo, creando una replica dei resti originali di pietra.
