Fossilien kommen fast immer in Sedimentgesteinsschichten vor. Sedimentgesteine sind die am häufigsten vorkommenden Gesteine auf der Erdoberfläche und die einzigen, die sich unter Bedingungen bilden, die wahrscheinlich organisches Material erhalten Artefakte.
Nicht-sedimentäres Gestein ist entweder nicht in der Lage, Fossilien zu sammeln oder sie während ihrer Entstehung zu zerstören. Eruptivgestein ergießt sich aus dem geschmolzenen Bereich der Erdkruste und kühlt an oder nahe der Oberfläche ab. Eruptivgesteine an der Oberfläche wie Obsidian und Bimsstein brechen aus Vulkanen aus und kühlen ab, bevor sie organische Überreste aufnehmen können. Alle Knochen, Zähne oder Pflanzenteile, mit denen sie in Kontakt kommen, während sie noch formbar sind, werden vollständig verbrannt und hinterlassen keine Spuren von Fossilien. Magmatische Substratformationen wie plutonischer Granit steigen in einem heißen Bolus bis zu einem Punkt knapp unter der Oberfläche auf und kühlen dort ab, wodurch verhindert wird, dass biologisches Material an irgendeiner Stelle in das Gestein eindringt.
Der dritte Gesteinstyp, metamorph, wird gelegentlich mit darin eingebetteten Fossilien gefunden, aber dies ist ungewöhnlich. Metamorphes Gestein beginnt normalerweise als Sediment wie Kalkstein, durchläuft aber unter extremen Hitze- und Druckbedingungen einen Neubildungsprozess. Metamorphe Bedingungen zerstören oft Fossilien und das resultierende Gestein, wie Marmor, weist selten Spuren von biologischen Einheiten auf.
