Soorten fossielen
Bij het woord fossielen denkt men het eerst aan de botten van Dinosauria of van Mammoeten en het is inderdaad zo dat de harde delen van een organisme de grootste kans maken door fossilisatie geconserveerd te worden. Voor gewervelde dieren zijn dat de botten en vooral de tanden. De zachtere weefsels van het organisme blijven alleen in bijzondere gevallen bewaard en zijn daarom veel zeldzamer. Zachtere weefsels woren alleen dan bewaard als zij snel bedolven raken in een laag die ze afschermt tegen iedere vorm van rot of vraat. Daardoor is het soms moelijk zich een goed beeld te vormen van het complete organisme. Een goed voorbeeld hiervan zijn de Conodonta, die lange tijd in grote aantallen alleen van hun tanden bekend waren. Pas toen ook een afdruk van de rest van het diertje gevonden werd werd het duidelijk dat het hier om primitieve vormen van ons eigen Phylum Chordata ging. Bij andere Phyla blijven vaak andere harde delen, bijvoorbeeld schelpen over.
Er zijn een aantal bijzondere vormen van fossilisatie. In barnsteen bijvoorbeeld worden soms complete insecten ingesloten gevonden omdat de hars waaruit de barnsteen ontstaan is een goede afsluiting tegen ieder bederf vormt. Dat geldt op grotere schaal ook voor teerputten. Bij Los Angeles is een goed voorbeeld daarvan in de La Brea teerputten. Van dieren die in de teerput verstrikt raken blijven de botten vaak bijzonder goed bewaard. Bovendien trekken verstrikte dieren vaak roofdieren aan die ook weer verstrikt raken. Daardoor verzamelen zich steeds meer botten in de put.
Naast botten worden ook andere sporen van lang verdwenen dieren gevonden, zoals voetafdrukken of uitgegraven gangen of holen. Het is niet altijd mogelijk om vast te stellen van welke dier zij afkomstig zijn. Zij krijgen daarom vaak hun eigen taxonomische benaming.
Gidsfossielen
Veelal worden fossielen gebruikt om de ouderdom van de betreffende aardlaag te bepalen. De aldus gevonden datering kan dan gebruikt worden om de ouderdom van andere fossielen in desbetreffende of geassocieerde aardlagen te bepalen. Fossielen die gebruikt worden om aardlagen en andere fossielen te dateren worden gidsfossielen genoemd.