通過自然作用保存在地層中的古代生物的遺體、遺物、活動遺跡以及生物體分解后殘留在地層中的有機分子。所謂古代生物,一般指全新世開始(距今約10000年)以前的生物;最近1萬年內(nèi)的生物遺體或遺物,不能算是化石。按大小和保存特點的不同,化石可分為七大類,(1)實體化石:指生物的遺體被保存在巖層中所形成的化石,如琥珀中的昆蟲,波蘭斯大盧尼瀝青湖中的披毛犀化石,恐龍的骨骼化石,古植物形成的硅化木化石等。(2)鑄模化石:指生物遺體在巖層或圍巖中留下的印模和復(fù)鑄物,其中第一類叫印痕化石,即生物陷落在沉積物中留下了印痕,其遺體雖遭到破壞,但印痕卻保留下該生物的主要特征,如水母的印痕、蠕蟲的印痕、植物葉子的印痕等;第二類是印;,包括外模與內(nèi)模兩種,外模是遺體的堅硬部分(如貝殼)的外表印在圍巖上的印痕,能反映原生物的外部形態(tài),內(nèi)模指殼體內(nèi)面輪廓留下的印痕,能反映硬殼內(nèi)部的形態(tài)構(gòu)造。(3)遺跡化石:指古代動物活動時留下的痕跡,如恐龍的腳印化石,蠕蟲的爬跡化石等。(4)遺物化石:主要指動物的糞化石和卵化石,如鬣狗的糞化石,恐龍的卵化石等。(5)化學化石:指生物遺體分解后遺留在巖層中的化學分子,如古代藍藻的葉綠素分子分解后所遺留的卟啉和植烷(C20H42)等,其中最穩(wěn)固的是一種名叫異戊二烯烴(isoprene)的分子:
化學化石需用一定的化學方法方能檢出。(6)微體化石:指需在顯微鏡下方能看見的個體微小的古生物化石或大生物體內(nèi)某些微小部分的化石,如有孔蟲、放射蟲、孢子、花粉、牙形石等。(7)超微化石:指需在電鏡下方能觀察研究、大小在10微米以下的特別微小的化石,如古代的超微浮游生物化石等。