Fosil, jeolojik dönemlerde yaşam sürdürmüş olan canlıların tanınabilir olan kalıntılarına denmektedir. Bir başka deyişle fosil, önceden yaşamış canlıların jeolojik biçimlendirme süresi içinde günümüz zamanına kadar varlığını sürdürmüş olan izler veya ölü atıklarıdır.
Yaşamsal faaliyetlerini kaybeden canlı organizmalar fosilleşme adı verilen olaylar neticesinde fosil özelliğini kazanmaktadır. Fosilleşme olayları fiziksel, biyolojik ve de kimyasal tepkimeler bütünüdür. Bu tepkimeler ile yaşamsal faaliyetlerini yitirmiş olan canlılar bozulmaya başlarlar. Bozulan canlı artıkları uygun ortamlara denk gelirlerse fosil haline dönüşmeleri gerçekleşebilir.
Fosilleşme olayları için en uygun ortamlar genellikle tortul taşların oluşumlarıdır. Endemik olarak metamorfik ve magmatik taşlarda da fosiller bulunabilmektedir. Canlı kalıntıları ancak uygun koşullarda fosilleşebilmektedir. Fosilleşme olayları bir takım olayların ve evrelerin neticesinde meydana gelir. Yaşamını yitirmiş olan tüm canlıların etleri ve derileri gibi yumuşak dokuları kısa sürede deforme olarak ortadan kalkar. Fakat bileşimlerinde bulunan anorganik maddeler, kemik, diş gibi oldukça sert kısımlar gerekli olan ortamlarda bulunduklarında fosilleşme sürecine katılabilmektedir.
Bir canlı kalıntısının fosilleşme sürecine katılabilmesi için gerekli olan ilk koşul ile atmosfer tabakası ile temasının tamamen kaldırılmış olması gerekliliğidir. Atmosfer tabakası ile temasın kesilmesini, kireçtaşı, çamurtaşı gibi gözenek yapısı az olan taşlar, buz ve kehribar denilen fosil reçineler sağlamaktadır. Deniz canlılarının kalıntılarının fosil hale gelmesi karada yaşamış olan canlılara oranla daha kolaydır. Ölümden sonra canlı kalıntıları okyanus dibine çökerek tabanda bir tabaka oluştururlar ve bu kalıntılar sedimanlar tarafınca örtülerek bozulma olmadan saklanması sağlanmaktadır.