Fossilien sind Überreste oder Spuren von Organismen, die im Gestein konserviert sind. Das Wort "Fossil" leitet sich vom lateinischen Wort "fossilis" ab, was "ausgraben" bedeutet. Fossilien sind typischerweise die mineralisierten Überreste von harten Körperteilen wie dem Skelett von Wirbeltieren oder dem Exoskelett von Wirbellosen.
Im Allgemeinen werden weiche Körperteile, abgesehen von bestimmten äußeren Umständen, nicht erhalten, da sie bei der Bestattung nicht wie Skelettkörperteile teilweise mineralisiert werden. Eine Ausnahme bilden Lagerstätten-Fossilien, wo Organismen in einer völlig sauerstofffreien Umgebung begraben werden und Bakterien daran gehindert werden, das Weichgewebe zu zersetzen. Neben Körperteilen können sich auch Spurenfossilien bilden, die unter den richtigen geologischen Umständen Kot oder Tierspuren erhalten. Chemofossils bewahren spezifische chemische Signaturen, die auf biologisches Material hinweisen.