Para encontrar fósiles, primero hay que saber cómo son. Los fósiles, formados por la petrificación de restos de organismos antiguos, no suelen ser muy llamativos. Por ejemplo, los fósiles de plantas se parecen a las raíces, tallos y hojas de las plantas, pero petrificados; los fósiles de animales son más complejos, algunos conservan su caparazón (como las conchas de moluscos) y otros solo sus huesos duros (como los de reptiles y mamíferos), pero son fácilmente reconocibles. Además, es importante saber qué estratos geológicos pueden contener fósiles. Los fósiles no se encuentran en las rocas volcánicas, sino que suelen conservarse en las rocas sedimentarias. Sin embargo, los diferentes tipos de rocas sedimentarias presentan diferentes condiciones para la preservación de fósiles. Por ejemplo, la arenisca gruesa, la roca conglomerada y la dolomita generalmente no contienen fósiles, ya que su estructura y su entorno de sedimentación no son favorables para la preservación de fósiles, o porque el entorno en el que se formaron no era adecuado para la vida. Solo las rocas como la caliza, la arcilla calcáre, la arcilla, la arenisca arcillosa y la arenisca son adecuadas para el crecimiento de organismos y la preservación de fósiles. Los fósiles de diferentes épocas también son completamente diferentes. Por ejemplo, para encontrar trilobites, lo mejor es buscar en estratos del Cámbrico (hace 540-500 millones de años), aunque también hay trilobites en estratos del Ordovícico y el Silúrico, pero cuanto más joven es el estrato, menos abundantes son. Si se buscan fósiles de plantas, hay que hacerlo en estratos continentales, especialmente en aquellos con un alto contenido de materia orgánica, como los estratos de carbón. Los fósiles de dinosaurios se encuentran en estratos continentales del Mesozoico. En resumen, es importante tener una idea general de qué fósiles pueden existir en qué época, y si pertenecen a un entorno marino o continental. En los entornos continentales, obviamente no se pueden encontrar fósiles de organismos marinos.
Las condiciones geológicas suelen ser muy variables, y los diferentes lugares, épocas y tipos de rocas a menudo son muy diferentes. Sin embargo, con mucha búsqueda y experiencia, se pueden descubrir patrones. Por ejemplo, en los estratos continentales del Cretácico Inferior (hace más de 100 millones de años) del oeste de Liaoning, China, a menudo se encuentran fósiles importantes de aves, insectos, plantas, peces de agua dulce y pequeños dinosaurios y pterosaurios en capas delgadas de arcilla gris oscura, gris blanquecina y amarillo grisáceo. Los habitantes locales a menudo ayudan a los paleontólogos a encontrar estos fósiles, y con el tiempo, aprenden a identificar dónde y en qué capas se pueden encontrar fósiles, e incluso a qué profundidad bajo tierra se pueden encontrar fósiles. Como dice el refrán, "la práctica hace la perfección", y esto es muy cierto. En algunas zonas, los fósiles son muy escasos, por lo que la búsqueda de fósiles requiere paciencia. Si no se encuentran fósiles en un estrato durante mucho tiempo, puede ser útil seguir la dirección en la que se extiende el estrato. Cuanto más difícil sea encontrar fósiles, más sorprendentes serán los hallazgos.
Cabe mencionar que en algunas grietas de rocas hay fósiles falsos, que a veces se parecen a los troncos y hojas de plantas, pero si se observan con un microscopio, se puede ver que no son fósiles de troncos ni hojas, sino manganeso negro distribuido a lo largo de la superficie de la grieta de la roca.