Cea mai mare parte a suprafeței pământului este acoperită de un tip de rocă numită sedimentară, deoarece se formează din straturi de sedimente care se construiesc unele peste altele. Una dintre trăsăturile caracteristice ale rocilor sedimentare este cantitatea mare de fosile pe care le conțin. Tot felul de plante și animale dispărute sunt păstrate în nisip, nămol sau noroi din veacurile trecute.
De-a lungul timpului, cadavrele de animale de pe suprafețele rocii sedimentare sunt acoperite de nămol. Oasele suferă o mineralizare, prin care mineralele înlocuiesc substanțele organice originale pentru a lăsa o turnare a organismului. Pe o perioadă lungă de timp, organismul devine complet înlocuit de minerale durabile. În pietrificarea lemnului, celuloza și fibrele lemnoase sunt înlocuite cu minerale precum silice.
Chiar și trăsăturile delicate sunt uneori păstrate în fosile. Ochii muștelor și aripile delicate ale fluturilor au fost găsite păstrate în fosile. Majoritatea fosilelor, totuși, sunt cochilii groase sau schelete. Animalele cu fosile durabile sunt, de asemenea, unele dintre cele mai studiate și înțelese.
Este surprinzător că ceva la fel de moale și subtil ca nisipul se poate transforma în ceva la fel de rigid ca o fosilă. Motivul constă în presurizarea pe care o suferă sedimentele pe măsură ce sunt îngropate din ce în ce mai mult. Pentru fiecare 100 de picioare (31 de metri) de adâncime, temperatura medie crește cu aproximativ 1°C. Presiunea medie crește cu aproximativ 1 ppsi (liră pe inch pătrat) sau aproximativ 7 kilopascali, pentru fiecare picior (31 centimetri) de adâncime. Creșterea presiunii și a temperaturii duce la un proces numit compactare, prin care particulele delicate din sedimente sunt strâns legate unele de altele și devin rocă.
Namolul este purificat de apa in timpul procesului de compactare, devenind roca. Uneori, căldura crescută face ca materialul să sufere transformări chimice, numite cimentare, care determină ca minerale precum calcitul, silicea și oxidul de fier să formeze pelicule pe suprafața sedimentului. Așa se fac fosilele. Mineralele ocupă, de asemenea, pungi de aer între moleculele de nisip.
Fosilele pot păstra și alte lucruri decât corpurile reale. Au fost găsite urme de pași, urme, poteci și vizuini. Deoarece cărbunele în sine este o vegetație compactă, în el pot fi găsite multe fosile.