Los fósiles se encuentran principalmente en rocas sedimentarias debido a que estas rocas se forman a bajas temperaturas y presiones. Las rocas ígneas se forman a temperaturas y presiones que son lo suficientemente altas como para destruir los restos orgánicos. En raras ocasiones, los fósiles se encuentran en rocas metamórficas, pero se deforman por el calor y la presión.
La mayoría de los fósiles se encuentran en capas de roca sedimentaria formada por limo o lodo. Cuando un organismo muere en un área donde su cuerpo está protegido de los carroñeros y los elementos, sus restos a menudo son enterrados por sedimentos. Con el tiempo, a medida que el sedimento se comprime en roca, los restos del organismo se descomponen y disuelven. Los minerales se filtran en los huesos y cambian su composición química. En otros casos, el esqueleto se desintegra por completo, dejando solo un yeso que está lleno de minerales.
Las rocas ígneas se forman a partir del magma a temperaturas que son demasiado altas para que sobrevivan los restos orgánicos. Cualquier organismo atrapado en el magma se desintegra y no puede fosilizarse. Las rocas metamórficas se forman a partir de rocas ígneas o sedimentarias que se calientan y se someten a alta presión. Si estas rocas sedimentarias contienen fósiles, estas pueden sobrevivir al proceso metamórfico. Sin embargo, los fósiles están muy deformados y distorsionados por la presión y el calor.