事实上，长期以来，石化被视为纯粹的“石化”，然后人类逐渐理解了化石形成的原理。这是一个非常复杂的过程，是生物、物理和化学现象的结合。化石的形成需要一些特殊的条件：第一，死去的生物被迅速掩埋在沙、泥或河泥中而不分解。海底和湖底是非常有利的环境，草原和沙漠也不错。
其次，机体并没有腐烂，只是机体的有机质逐渐被矿物质取代。最后，如果化石要保存数百万年，它们在变成化石后一定不会发生地质变化。化石是由生活在遥远过去的生物遗骸或遗骸制成的石头。在漫长的地质年代里，地球上生活着无数的生物，他们的许多尸体或生命留下的痕迹都被当时的泥沙掩埋了。在随后的几年里，这些生物遗骸中的有机物被完全分解，贝壳、骨骼、枝叶等坚硬部分连同周围的沉积物一起化石化为石头，但它们原来的形状和结构(甚至一些细微的内部结构)依然存在；同样，生物留下的痕迹也可以这样保存下来。我们称这些化石生物遗骸和遗骸为化石。我们可以从化石中看到古代动植物的样子，从而推断古代动植物的生活条件和生活环境，推断化石埋藏地层的形成时代和经历变化，看到生物从古代到现在的变化。
虽然一个生物体能否形成化石取决于很多因素，但有三个基本因素：1)有机物必须有坚硬的部分，如贝壳、骨骼、牙齿或木质组织。然而，在非常有利的条件下，即使是非常脆弱的生物，如昆虫或水母，也可以成为化石。2)生物死后必须避免立即被消灭。如果一个生物的身体部位被压碎、腐烂或严重风化，它可能会改变或取消该生物成为化石的可能性。3)生物必须被能阻碍分解的东西快速掩埋。这种埋藏物质的类型通常取决于生物的生活环境。海洋动物的遗骸通常可以变成化石，因为海洋动物死后会沉入海底，浑身都是软泥。软泥在后来的地质时代变成了页岩或石灰岩。较细的沉积物不容易损坏生物体的残骸。鸟类、昆虫、水母等一些脆弱生物的化石在德国侏罗纪的一些细粒沉积岩中保存完好。
众所周知，附近火山的火山灰曾经覆盖了整个森林，森林化石中有时可以看到仍然屹立的树木，它们保存得很好。流沙和沥青通常可以很快掩埋动物。焦油沥青的作用就像捕捉野生动物的陷阱，它还起到防腐剂的作用，防止动物坚硬部分的分解。洛杉矶的兰乔拉布雷亚的沥青湖因发现许多骨骼化石而闻名，包括长着锋利牙齿的野猪、巨大的陆地树懒和其他灭绝的动物。生活在冰河时期的一些动物的遗骸被冻结在冰或冻土中。显然，有些冷冻动物是可以保存的。