Hóa thạch hầu như luôn được tìm thấy trong các tầng đá trầm tích. Đá trầm tích là loại phong phú nhất trên bề mặt Trái đất và chúng là loại duy nhất hình thành trong những điều kiện có khả năng bảo tồn hữu cơ đồ tạo tác.
Các loại đá không phải trầm tích hoặc không thể thu thập hóa thạch hoặc có khả năng phá hủy chúng trong quá trình hình thành. Đá Igneous chảy ra từ vùng nóng chảy của vỏ Trái đất và nguội đi tại hoặc gần bề mặt. Đá lửa bề mặt, chẳng hạn như đá obsidian và đá bọt, phun ra từ núi lửa và nguội đi trước khi chúng có thể hấp thụ phần còn lại hữu cơ. Bất kỳ xương, răng hoặc vật chất thực vật nào mà chúng tiếp xúc trong khi chúng vẫn còn dẻo dai đều bị đốt cháy hoàn toàn, không để lại dấu vết hóa thạch. Các thành tạo đá lửa ở bề mặt, chẳng hạn như đá granit plutonic, nổi lên trong một tia lửa nóng đến một điểm ngay dưới bề mặt và nguội tại chỗ, điều này ngăn cản vật chất sinh học xâm nhập vào đá tại bất kỳ thời điểm nào.
Loại đá thứ ba, đá biến chất, đôi khi được tìm thấy với các hóa thạch được nhúng trong đó, nhưng điều này là bất thường. Đá biến chất thường bắt đầu dưới dạng trầm tích, chẳng hạn như đá vôi, nhưng trải qua quá trình biến đổi trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cực lớn. Các điều kiện biến chất thường phá hủy các hóa thạch và đá tạo thành, chẳng hạn như đá cẩm thạch, hiếm khi có bất kỳ dấu vết nào còn lại của các thực thể sinh học.
