Fossilien sind prähistorische Überreste oder Spuren von Organismen, die während der geologischen Geschichte in Gesteinsformationen erhalten und durch Versteinerung konserviert wurden. Die meisten Fossilien bestehen aus Kalzium, einige jedoch aus Silizium, Apatit, Pyrit usw. Je nach Art der Konservierung können Fossilien in fünf Kategorien unterteilt werden. Die erste Kategorie sind echte Fossilien, bei denen es sich meist um versteinerte Tierknochen und -schalen sowie Pflanzenwurzeln, -stämme und -blätter handelt. Die zweite Kategorie sind Gussfossilien, d. h. Abdrücke von Organismen in Gesteinsformationen, einschließlich Außen- und Innenabdrücken. Außenabdrücke sind die äußeren Formen von Organismen, die in Gesteinen (wie Kalkstein, Sandstein, Tonstein usw.) erhalten sind, während Innenabdrücke die inneren Strukturen von Organismen (hauptsächlich Schalen) auf der Oberfläche von Füllmaterialien darstellen. Die dritte Kategorie sind Spurenfossilien, die wiederum in zwei Unterkategorien unterteilt werden können: Erstens Spuren von Tieraktivitäten wie Tierspuren oder Wurmlöcher; zweitens Tiere ohne Knochen oder Schalen, z. B. Quallen, deren Körper in Gesteinen (hauptsächlich Sandstein oder Tonstein) erhalten sind. Die vierte Kategorie sind chemische Fossilien, d. h. Moleküle wie Aminosäuren oder Fettsäuren, die unter bestimmten Bedingungen konserviert wurden.
Die letzte Kategorie umfasst spezielle Fossilien wie Bernstein und Fossilien im Permafrost. Pflanzen produzierten klebriges Harz, das zufällig Insekten oder andere Organismen einhüllte. Da Luft und Bakterien nicht eindringen konnten, verfaulten die biologischen Überreste nicht. Das Harz wurde später unter hohem Druck und hohen Temperaturen in Bernstein umgewandelt, während die darin enthaltenen biologischen Überreste, obwohl sie nicht versteinert waren, ebenfalls als Fossilien bezeichnet werden. Bernsteinfossilien werden häufig in Kohleminen gefunden, z. B. im Fushun-Kohlebergwerk im Nordosten Chinas. Biologische Überreste im permafrostartigen Boden sind ebenfalls als Fossilien bekannt, da sie durch die Kälte nicht versteinert wurden. Somit sind Fossilien sehr vielfältig und nicht nur versteinerte Tierknochen.