化石记录着古生物的信息，是人类能够见到并加以研究的古代生物体的一部分，或它们生活的痕迹。
化石一般可以分为两类，一类是由生物的遗体直接形成的，这些化石常常是植物或动物身体的坚硬部分，例如，
植物的茎干，动物的骨骼、贝壳等。有的则是完整的生物体，如琥珀里的昆虫，寒武纪时代的三叶虫化石等。另一类则是由生物的生活痕迹和遗物形成的，如恐龙的
脚印、恐龙蛋和粪便等。
研究化石不是一件很容易的事情。因为保存下来的化石很少是完整的，人们必须将各个部分按照它们适当的关系
重新进行正确的组装。这就要求古生物学家必须掌握生物的解剖知识，而且还应确定未保存下来的结构的位置。最后，古生物学家根据化石，复原出生物生活时的大
小和形状，并根据现代生物的颜色推出复原模型的颜色。不同的学者对同样的化石可能有不同的解释，而且从化石本身推论得越远，解释的差异就可能越大。
构成地球表层成层的岩石，叫做地层。地层本来是一层一层地沉积而成的，一般来说，先沉积的地层在下面，后沉积的地层在上面，所以下层地层的年代比上层的古老。但是，由于地球表面不断地运动，地层也会随着上升、下降、扭曲等，使地层的顺序发生某些变化。
化石在地层中出现的顺序，是人们研究生物进化的一个重要的方面。不同生物化石的出现和地层的形成，有着平
行的关系。也就是说，在越古老的地层中，挖掘出的化石所代表的生物，结构越简单，分类地位越低等。在距今越近的地层中，挖掘出的化石所代表的生物，结构越
复杂，分类地位越高等。
地层一层层地重叠，像书页一样，保存着地球上生命世界的历史记录，化石就像这巨大历史书中的文字。人们根据地层中的岩石，可以分析出地层形成的年代，而其中的化石，就是推断当时生命世界的根据。