古生物生存在地球歷史各地質年代中，大部分是現在已經絕滅的生物。生物死後，除極少數(如凍土中的猛獁，琥珀中的昆蟲)由於特殊條件，仍保存原有的組織結構外，絕大多數經過鈣化、碳化、矽化，或其他礦化的填充和交替石化作用，形成僅具原來硬體部分的形狀、結構、印模等的化石。化石是古生物學的主要研究物件，包括保存於地層中的古生物遺體、遺物和它們的生活遺跡。大多數是莖、葉、貝殼、骨骼等堅硬部分，經過礦物質的填充和交替作用，形成僅保持原來形狀、結構以至印模的鈣化、碳化、矽化、礦化的生物遺體、遺物或印模。