Les fossiles de film de carbone sont formés par un processus connu sous le nom de carbonisation ; ce processus préserve un être vivant, généralement une feuille, une plume, un crustacé ou un poisson, sous forme d'une fine couche de carbone. Ces fossiles sont généralement fabriqués par compression et sont généralement plats, avec une fine couche de carbone montrant le contour du fossile (d'où le nom de film carbone).
Bien que la compression, ou une forte pression vers le bas, soit généralement responsable des fossiles de film de carbone, cela ne raconte pas toute l'histoire de la façon dont ces impressions durables sont produites. En plus de l'aspect compression du processus de formation, la matière organique du futur fossile se décompose lentement et change au fil du temps, avec des processus tels que la polymérisation des lipides (graisses) et la volatilisation des éléments de base tels que l'hydrogène et l'azote. Finalement, la majeure partie de la matière organique qui faisait à l'origine partie de la feuille, de la plume ou de l'animal se dissout, ne laissant qu'une fine couche noire de carbone.
La carbonisation ne doit pas nécessairement faire référence aux fossiles qui ont été préservés selon ce processus précis. Certains paléontologues peuvent se référer à n'importe quel fossile plat et sombre comme une carbonisation, bien qu'il ne s'agisse pas exactement d'un exemple approprié de film de carbone. Les vrais fossiles de films de carbone tirent ce nom du fait qu'ils sont principalement composés de carbone, un minéral très abondant qui cause la couleur sombre de ces fossiles.