Hóa thạch là phần còn lại hoặc dấu vết của các sinh vật được lưu giữ trong đá. Từ "hóa thạch" bắt nguồn từ từ tiếng Latinh "Fossilis", có nghĩa là "đào lên". Hóa thạch thường là phần còn lại khoáng hóa của các bộ phận cơ thể cứng như bộ xương của động vật có xương sống hoặc bộ xương ngoài của động vật không xương sống.
Nói chung, ngoài các trường hợp cụ thể bên ngoài, các bộ phận cơ thể mềm không được bảo quản vì chúng không bị khoáng hóa một phần khi chôn cất như các bộ phận cơ thể xương. Một ngoại lệ là ở hóa thạch Lagerstätten, nơi các sinh vật được chôn vùi trong môi trường hoàn toàn không có oxy, ngăn vi khuẩn phân hủy mô mềm. Ngoài các bộ phận cơ thể, hóa thạch dấu vết có thể hình thành, lưu giữ phân hoặc dấu vết động vật trong điều kiện địa chất phù hợp. Chemofossils lưu giữ các ký hiệu hóa học cụ thể cho thấy vật liệu sinh học.
