Damit sich ein Fossil bilden kann, müssen die Überreste eines Tieres nach dem Tod des Organismus relativ schnell mit Sediment bedeckt werden. Die Weichteile verrotten, bevor das Sediment um die Knochen und Zähne herum aushärtet. Schließlich lösen sich die Überreste auf und hinterlassen eine Lücke im Gestein, die sich mit Mineralien füllt.
Eine Vielzahl unterschiedlicher Substanzen kann die richtigen Bedingungen für die Versteinerung bieten. Feuchte Torfmoore eignen sich hervorragend zum Erhalt von Fossilien, da die harten Überreste vor Fressfeinden und Bakterien geschützt unter die Oberfläche sinken können. Vulkanasche ist ein weiteres gutes Konservierungsmittel für Fossilien. Der Ozean ist eine ausgezeichnete Quelle für die Erhaltung von Fossilien, mit ständig erneuerten Sedimentschichten, um Überreste zu begraben und den Fossilisierungsprozess zu starten. Viele der besten Fossilienfelder der Welt waren einst von Ozeanwasser bedeckt.
Sobald die Überreste begraben sind, muss das Sediment eine Chance haben, sich zu verfestigen, um einen Abguss der Knochen zu erhalten. Dies tritt normalerweise auf, wenn im Laufe der Zeit Druck auf die Schichten einwirkt. Die Versiegelung der Überreste ist jedoch selten vollständig, sodass sich die ursprünglichen Knochen im Laufe der Zeit auflösen. Risse in den Sedimentschichten lassen dann mineralreiches Wasser in den Negativraum fließen, wodurch eine Nachbildung der ursprünglichen Überreste aus Stein entsteht.
