化石的形成是一個複雜的過程，涉及生物、物理和化學現象的相互作用。以下是化石形成的基本原理：
生物死亡後，其遺體或遺蹟可能會經歷腐爛和分解，但如果遺體被迅速埋藏，例如被淤泥、沉積物或其他物質覆蓋，分解過程會減慢。
隨著時間的推移，覆蓋遺體的沉積物會增加壓力，而地下水中的溶解物質會滲透到遺體中，逐漸取代其有機物質，形成礦物質沉積，稱為礦化。
地質作用，如地殼運動和地質過程，會導致埋藏的化石經歷高壓和溫度變化，進一步加強礦化作用，經過數百萬年，化石可以形成堅固的石質結構。
在某些情況下，地質運動或侵蝕作用會將化石暴露在地表，使人們能夠發現和挖掘化石，研究其中保存的古生態和遺傳學信息。
化石的形成不僅取決於生物本身的特性，如擁有堅硬部分的生物（例如具有外殼、骨骼或木質組織的生物）更有可能形成化石，還取決於環境條件，如生物死亡後立即被某種能阻礙分解的物質（如沉積物）迅速埋藏。此外，化石的形成是一個逐漸的過程，涉及壓實、礦化、結構替代等物理和化學作用。