化石是不可再生的資源，也是寶贵的自然文化遺產，需要大力保護。首先，要广泛宣传化石知识，提高人们的保護意識。許多化石看似不重要，但往往能提供重要信息。例如，保存骨骼和硬體化石的岩石、動物足迹化石、爬行痕迹化石、粪便化石等，都有研究价值。如果發現者缺乏化石保護知識，那么這些化石就可能被當作無用之物而被破坏、遺失，造成無法挽回的損失。
其次，化石很多時候都是破碎、分散的，而且通常和泥土、碎石混在一起，普通人很难处理，因此一般都需要专业人员来采集。
第三，在一些重要化石产地要建立保護區，严禁乱挖、乱采。比如辽宁西部早白垩世的地層中，出現了許多极其珍贵的羽毛恐龍化石、翼龍化石、鸟类化石等，其中许多化石都是世界上从未見過的，所以每次發現這樣的化石都会引起世界古生物學界的注目和興趣。這些化石堪稱無价之宝，吸引了許多人前去挖掘。因此，國家有關部門在當地設立了保護區，防止有人盗采破坏。
第四，要宣传国家及地方有关保護化石的法規，比如稀有鱼类、爬行类、哺乳类、鸟类、古人类等脊椎动物化石，以及恐龍蛋等蛋化石都受國家保護，盗挖者將受到法律制裁，更不允许走私到国外。