Có thể tìm thấy hóa thạch trong đá biến chất. Tuy nhiên, hóa thạch hiếm khi được tìm thấy trong đá biến chất và thường bị hư hỏng một phần hoặc nặng nề do quá trình hình thành đá.
Hóa thạch được tìm thấy nhiều nhất trong đá trầm tích, chẳng hạn như sa thạch, đá vôi và đá phiến sét. Những tảng đá này được hình thành khi các lớp trầm tích chồng chất lên nhau trong thời gian dài. Thực vật và động vật được bảo tồn dưới dạng hóa thạch trong các lớp.
Sức nóng và áp suất khủng khiếp theo thời gian biến những loại đá này thành đá biến chất, chẳng hạn như đá gneiss, đá phiến và đá cẩm thạch. Những lực cực đoan này thường làm biến dạng hoặc phá hủy hoàn toàn bất kỳ phần còn lại nào bị mắc kẹt trong lớp trầm tích. Do đó, các nhà khoa học và cổ sinh vật học hiếm khi tìm kiếm hóa thạch trong các thành tạo đá biến chất.