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保存于地层中的古生物遗体、遗物或遗迹，埋藏在地下，经过自然界的作用，变化而成的保留原物体、遗迹形状、结构或印模的钙化、碳化、硅化、矿化的东西。研究化石可了解生物的发展情况，并能据以确定地层的年代。艾青《鱼化石》诗：“凝视着一片化石，傻瓜也得到教训：离开了运动，就没有生命。

通常如肌肉或表皮等柔软部分在保存前就已腐蚀殆尽，而只留下抵抗性较大的部分，如骨头或外壳。它们接着就被周围沉积物的矿物质所渗入取代。许多化石也被覆盖其上的岩石重量压平。


简单地说，化石就是生活在遥远的过去的生物的遗体或遗迹变成的"石头"。许多都被当时的泥沙掩埋起来。在随后的岁月中，这些生物遗体中的有机物质分解殆尽；同样，那些生物生活时留下的痕迹也可以这样保留下来。我们把这些石化的生物遗体、遗迹就称为化石。从化石中可以看到古代动物、植物的样子，从而可以推断出古代动物、植物的生活情况和生活环境，可以推断出埋藏化石的地层形成的年代和经历的变化，可以看到生物从古到今的变化等等。因为在较老的岩石中的化石通常是原始的较简单的，而在年代较新的岩石中的类似种属的化石就要复杂和。

早可以被明确归类于植物界的化石是在寒武纪时的绿藻化石。这些化石像是绒枝藻目钙化了的多细胞成员。更早的前寒武纪化石中有发现像是单细胞绿藻的化石，但依然不确定是何种藻类。


煤系地层是生存于古生代时的植物的化石的主要来源。煤炭矿是采集化石好的场所，而且碳本身便是化石植物的残留，虽然植物化石的结构细节很少会留在碳中。在苏格兰格拉斯哥维多利亚公园中的化石森林里，有发现鳞木的树干。


舌羊齿属等种子蕨的化石广泛分布在南半球的数个大陆中，此一事实支持了阿尔弗雷德·魏格纳所提出的大陆漂移学说。