I fossili sono risorse non rinnovabili e un prezioso patrimonio culturale naturale, che richiede una forte protezione. Innanzitutto, è necessario diffondere ampiamente la conoscenza dei fossili e aumentare la consapevolezza della loro importanza. Molti fossili possono sembrare insignificanti, ma spesso forniscono informazioni cruciali. Ad esempio, le rocce che conservano fossili di ossa e scheletri, le impronte di animali, le tracce di rettili e i fossili di feci hanno un valore di ricerca. Se chi li scopre non ha conoscenza della loro protezione, questi fossili potrebbero essere distrutti o gettati via come inutili, causando danni irreparabili.
In secondo luogo, i fossili sono spesso frammentati e dispersi, e di solito sono mescolati con terra e rocce frantumate, rendendo difficile la loro gestione da parte di persone comuni, per cui di norma richiedono l'intervento di professionisti per la loro raccolta.
In terzo luogo, in alcuni importanti siti di fossili è necessario istituire aree protette, vietando qualsiasi scavo o estrazione illegale. Ad esempio, nella regione del Cretaceo inferiore della Cina occidentale sono stati rinvenuti molti fossili di dinosauri pennuti, pterosauri e uccelli estremamente preziosi, molti dei quali sono unici al mondo, suscitando ogni volta grande interesse nella comunità paleontologica globale. Questi fossili sono considerati inestimabili e attirano molti cercatori. Pertanto, le autorità nazionali hanno istituito aree protette per prevenire il loro saccheggio e la loro esportazione illegale all'estero.
In quarto luogo, è necessario diffondere le normative nazionali e locali sulla protezione dei fossili. Ad esempio, i fossili di vertebrati rari come pesci, rettili, mammiferi, uccelli e ominidi, nonché le uova di dinosauro, sono protetti a livello nazionale e i trasgressori sono soggetti a sanzioni legali, oltre che al divieto di esportazione all'estero.