Potrivit Muzeului de istorie naturală din Universitatea Oxford, fosilele pietrificate se formează atunci când depozitele de minerale înlocuiesc oasele creaturilor moarte în interiorul sedimentelor întărite. În timp, aceste depozite înlocuiesc complet rămășițele, formând o imagine a oasele din roci solide.
O fosilă începe atunci când un animal moare în condiții care permit ca rămășițele sale să fie acoperite înainte de dizolvare sau împrăștiere. La început, sedimentul din jurul cadavrului este moale. Decompozitorii îndepărtează carnea și părțile moi ale carcasei, lăsând doar oasele. Sedimentul se formează în jurul acestor oase, iar presiunea și căldura transformă sedimentul moale în piatră dură, învelind complet rămășițele.
În cele din urmă, apa subterană se îndreaptă spre sediment, dizolvând treptat calciul oaselor. Dacă apa conține suficiente minerale în suspensie, se lasă depozitele acestor minerale. Oasele dispar, treptat inlocuind oasele cu materiale mult mai greu. Aceasta creează o fosilă cu toate caracteristicile externe ale oaselor înlocuite, dar nici una din structurile interne.Pe lângă carcasele de animale, fosilele pot fi create și din plante sau chiar amprentele animalelor de mult timp în urmă. În unele cazuri, condiții specifice cum ar fi oxigenul scăzut sau aciditatea ridicată pot conserva mai mult o plantă căzută sau pot împiedica un animal să se destrame complet. Acest lucru păstrează carne sau țesuturi moi, precum și oase.