Theo Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên của Đại học Oxford, hóa thạch hình thành khi phần còn lại của thực vật hoặc động vật bị bao bọc trong lớp trầm tích. Theo thời gian, vật chất hữu cơ tan biến đi, được thay thế bằng một bản sao khoáng chất của những phần còn lại ban đầu.
Khi trầm tích cứng lại xung quanh xác hữu cơ, nó tạo ra một lớp bao quanh vật liệu. Khi phần còn lại bị xói mòn đi, vật đúc đóng vai trò như một cái khuôn. Nếu nước giàu khoáng chất chảy qua khuôn, nó có thể để lại cặn bẩn, kết tinh thành cặn đá cứng. Theo thời gian, phần cặn này có thể lấp đầy khuôn, tạo ra một bản sao đá của những gì đã từng ở đó. Hóa thạch thường là những bộ xương còn sót lại vì những phần cơ thể đó có xu hướng tồn tại đủ lâu để tạo ra những dấu ấn riêng biệt trong lớp trầm tích trong khi thịt thối rữa quá nhanh.
