化石的形成是非常復(fù)雜的過(guò)程，是生物、物理、化學(xué)三種現(xiàn)象的結(jié)合。簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)是漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代中，遠(yuǎn)古生物的遺體或者生活痕跡被泥沙掩埋，而遺體中的有機(jī)物質(zhì)分解殆盡，堅(jiān)硬的部分如外殼、骨骼、枝葉等與包圍在周圍的沉積物一起經(jīng)過(guò)石化變成了石頭，但是它們?cè)瓉?lái)的形態(tài)、結(jié)構(gòu)（甚至一些細(xì)微的內(nèi)部構(gòu)造）依然保留著。我們把這樣形成的石化的生物遺體、遺跡就稱為化石。

曾經(jīng)很長(zhǎng)一段時(shí)間人們認(rèn)為化石的形成就是石化，但其實(shí)這個(gè)石化的過(guò)程是相當(dāng)復(fù)雜的，是生物、物理、化學(xué)三種現(xiàn)象的結(jié)合。需要漫長(zhǎng)的時(shí)間，有著非常多特定的條件才有可能形成化石。簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)是遠(yuǎn)古生物的遺體或者生活痕跡被泥沙掩埋，而遺體中的有機(jī)物質(zhì)分解殆盡，堅(jiān)硬的部分如外殼、骨骼、枝葉等與包圍在周圍的沉積物一起經(jīng)過(guò)石化變成了石頭，但是它們?cè)瓉?lái)的形態(tài)、結(jié)構(gòu)（甚至一些細(xì)微的內(nèi)部構(gòu)造）依然保留著。這樣就形成了我們知道的化石。

雖然一個(gè)生物是否能形成化石取決于許多因素，但是有五個(gè)因素是基本的，化石形成的五個(gè)基本因素如下：

（1）有機(jī)物必須擁有堅(jiān)硬部分，如殼、骨、牙或木質(zhì)組織。然而，在非常有利的條件下，即使是非常脆弱的生物，如昆蟲(chóng)或水母也能夠變成化石。

（2）生物在死后必須立即避免被毀滅。如果一個(gè)生物的身體部分被壓碎、腐爛或嚴(yán)重風(fēng)化，這就可能改變或取消該種生物變成化石的可能性。

（3）生物必須被某種能阻礙分解的物質(zhì)迅速地埋藏起來(lái)。而這種掩埋物質(zhì)的類型通常取決于生物生存的環(huán)境。海生動(dòng)物的遺體通常都能變成化石，這是因?yàn)楹Ｉ鷦?dòng)物死亡后沉在海底，被軟泥覆蓋。軟泥在后來(lái)的地質(zhì)時(shí)代中則變成頁(yè)巖或石灰?guī)r。較細(xì)粒的沉積物不易損壞生物的遺體。在德國(guó)的侏羅紀(jì)的某些細(xì)粒沉積巖中，很好地保存了諸如鳥(niǎo)、昆蟲(chóng)、水母這樣一些脆弱的生物的化石。

（4）被埋藏的生物尸體還必須經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間的石化作用后才能形成化石。有時(shí)生物死后雖然被迅速埋藏，但不久因沖刷等各種因素暴露出來(lái)而遭到破壞，也不能形成化石。有一些保存在較古老巖層中的化石，因巖層的變形和變質(zhì)作用，使化石遭到破壞。

（5）沉積物在固結(jié)成巖的過(guò)程中，壓實(shí)作用和結(jié)晶作用都會(huì)影響化石的石化作用和保存。