Para encontrar fósseis, primeiro é necessário saber como são os fósseis. Os fósseis, formados pela fossilização dos restos de organismos antigos, como animais e plantas, não são particularmente impressionantes. Os fósseis de plantas, por exemplo, são como raízes, troncos e folhas de plantas, apenas fossilizados; os fósseis de animais são mais complexos, alguns preservando as suas conchas (como conchas de mexilhão, caracóis, etc.), outros apenas os seus ossos duros (como répteis e mamíferos), mas são fáceis de identificar. Além disso, é necessário compreender quais estratos geológicos contêm fósseis. Os fósseis não são encontrados em rochas vulcânicas e, geralmente, apenas são preservados em rochas sedimentares. No entanto, os diferentes tipos de rochas sedimentares também apresentam diferentes condições de fossilização. Por exemplo, arenitos grossos, conglomerados e calcários dolomíticos geralmente não contêm fósseis, porque a sua estrutura rochosa e o ambiente de sedimentação não são favoráveis à preservação de fósseis, ou o ambiente em que se formaram não era adequado para a sobrevivência de organismos. Apenas rochas como calcários, argilitos, argilas, arenitos argilosos e arenitos de quartzo têm estruturas rochosas e ambientes de sedimentação adequados para o crescimento de organismos e a preservação de fósseis. Os fósseis também variam completamente de acordo com as diferentes eras geológicas. Por exemplo, para encontrar trilobites, é melhor procurar em estratos do Cambriano (540-500 milhões de anos atrás), embora também existam fósseis de trilobites em estratos do Ordoviciano e do Siluriano, mas quanto mais jovem for o estrato, menos fósseis existirão; para encontrar fósseis de plantas, é necessário procurar em estratos terrestres, especialmente em camadas com um alto teor de matéria orgânica, como os estratos de carvão; os fósseis de dinossauros devem ser procurados em estratos terrestres do Mesozóico. Ou seja, é necessário compreender aproximadamente quais fósseis podem ser encontrados em quais eras geológicas, bem como se os fósseis pertencem a ambientes marinhos ou terrestres. Em ambientes terrestres, é claro que não é possível encontrar fósseis de organismos marinhos.
As condições geológicas são frequentemente variáveis, e diferentes locais, eras e rochas são muito diferentes. No entanto, com muita procura e experiência, é possível identificar padrões. Por exemplo, nos estratos terrestres do Cretáceo Inferior (com mais de 100 milhões de anos) no oeste da Liaoning, na China, é comum encontrar fósseis importantes de aves, insetos, plantas e peixes de água doce, bem como pequenos dinossauros e pterossauros, em camadas finas de argilito cinzento-escuro, cinzento-branco e amarelo-cinza. Os habitantes locais ajudam frequentemente os paleontólogos a procurar estes fósseis, e ao fim de algum tempo, todos sabem onde e em que camadas podem encontrar fósseis, e até mesmo a que profundidade no subsolo podem encontrar fósseis. Como diz o ditado, "a prática torna perfeito", o que é muito verdadeiro. Em algumas regiões, os fósseis são muito escassos, pelo que a procura de fósseis exige paciência. Se não conseguir encontrar fósseis num estrato durante muito tempo, pode tentar procurar ao longo da extensão do estrato. Nos locais mais difíceis de procurar, encontrar fósseis pode ser uma surpresa inesperada.
Vale a pena mencionar que, em algumas rochas, existem fósseis falsos. Estes têm uma aparência semelhante a troncos e folhas de plantas, mas, ao examiná-los com um microscópio, pode-se ver que não são troncos nem folhas fossilizados, mas sim manchas pretas de manganês distribuídas ao longo da superfície das rochas com fissuras.