Les fossiles se trouvent principalement dans les roches sédimentaires car ces roches se forment à des températures et des pressions basses. Les roches ignées se forment à des températures et des pressions suffisamment élevées pour détruire tout reste organique. En de rares occasions, des fossiles sont trouvés dans des roches métamorphiques, mais ils sont déformés par la chaleur et la pression.
La majorité des fossiles se trouvent dans des couches de roche sédimentaire formées de limon ou de boue. Lorsqu'un organisme meurt dans une zone où son corps est protégé des charognards et des éléments, ses restes sont souvent ensevelis sous les sédiments. Au fil du temps, à mesure que les sédiments sont comprimés dans la roche, les restes de l'organisme se décomposent et se dissolvent. Les minéraux s'infiltrent dans les os et modifient leur composition chimique. Dans d'autres cas, le squelette se désintègre entièrement, ne laissant qu'un moulage rempli de minéraux.
Les roches ignées se forment à partir du magma à des températures trop élevées pour que des restes organiques survivent. Tout organisme pris dans le magma est désintégré et ne peut pas se fossiliser. Les roches métamorphiques sont formées de roches sédimentaires ou ignées qui sont chauffées et soumises à une pression élevée. Si ces roches sédimentaires contiennent des fossiles, ceux-ci peuvent survivre au processus métamorphique. Cependant, les fossiles sont gravement déformés et déformés par la pression et la chaleur.