保存于地層中的古生物遺體、遺物或遺跡，埋藏在地下，經(jīng)過自然界的作用，變化而成的保留原物體、遺跡形狀、結(jié)構(gòu)或印模的鈣化、碳化、硅化、礦化的東西。研究化石可了解生物的發(fā)展情況，并能據(jù)以確定地層的年代。艾青《魚化石》詩：“凝視著一片化石，傻瓜也得到教訓(xùn)：離開了運(yùn)動，就沒有生命。

通常如肌肉或表皮等柔軟部分在保存前就已腐蝕殆盡，而只留下抵抗性較大的部分，如骨頭或外殼。它們接著就被周圍沉積物的礦物質(zhì)所滲入取代。許多化石也被覆蓋其上的巖石重量壓平。


簡單地說，化石就是生活在遙遠(yuǎn)的過去的生物的遺體或遺跡變成的"石頭"。許多都被當(dāng)時(shí)的泥沙掩埋起來。在隨后的歲月中，這些生物遺體中的有機(jī)物質(zhì)分解殆盡；同樣，那些生物生活時(shí)留下的痕跡也可以這樣保留下來。我們把這些石化的生物遺體、遺跡就稱為化石。從化石中可以看到古代動物、植物的樣子，從而可以推斷出古代動物、植物的生活情況和生活環(huán)境，可以推斷出埋藏化石的地層形成的年代和經(jīng)歷的變化，可以看到生物從古到今的變化等等。因?yàn)樵谳^老的巖石中的化石通常是原始的較簡單的，而在年代較新的巖石中的類似種屬的化石就要復(fù)雜和。

早可以被明確歸類于植物界的化石是在寒武紀(jì)時(shí)的綠藻化石。這些化石像是絨枝藻目鈣化了的多細(xì)胞成員。更早的前寒武紀(jì)化石中有發(fā)現(xiàn)像是單細(xì)胞綠藻的化石，但依然不確定是何種藻類。


煤系地層是生存于古生代時(shí)的植物的化石的主要來源。煤炭礦是采集化石好的場所，而且碳本身便是化石植物的殘留，雖然植物化石的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)很少會留在碳中。在蘇格蘭格拉斯哥維多利亞公園中的化石森林里，有發(fā)現(xiàn)鱗木的樹干。


舌羊齒屬等種子蕨的化石廣泛分布在南半球的數(shù)個(gè)大陸中，此一事實(shí)支持了阿爾弗雷德·魏格納所提出的大陸漂移學(xué)說。