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保存于地层中的古生物遗体、遗物或遗迹，埋藏在地下，经过自然界的作用，变化而成的保留原物体、遗迹形状、结构或印模的钙化、碳化、硅化、矿化的东西。研究化石可了解生物的发展情况，并能据以确定地层的年代。艾青《鱼化石》诗：“凝视着一片化石，傻瓜也得到教训：离开了运动，就没有生命。

变化为石。 元 郑元祐《次韵刘宪副春日湖上有感》诗：“鹤老离巢松化石，鸾孤照水竹穿沙。” 明 刘基《双带子》曲之四：“天上星辰能化石，黄河千岁也还清。”；典出《初学记》卷五引 南朝 宋 刘义庆《幽明录》：“ 武昌山 上有望夫石，状若人立。古传云：‘昔有贞妇，其夫从役，远赴国难，携弱子饯送北山，立望夫而化为立石，因以为名焉。’” 明 何景明《结肠赋》：“泪陨血而崩城兮，身立枯而化石。” 明 张煌言《得友人书道内子艰难状》诗：“渐来应化石，遮莫但飞蓬。” 苏曼殊《无题》诗之七：“分明化石心难定，多谢云娘十幅笺。”

通常如肌肉或表皮等柔软部分在保存前就已腐蚀殆尽，而只留下抵抗性较大的部分，如骨头或外壳。它们接着就被周围沉积物的矿物质所渗入取代。许多化石也被覆盖其上的岩石重量压平。


早可以被明确归类于植物界的化石是在寒武纪时的绿藻化石。这些化石像是绒枝藻目钙化了的多细胞成员。更早的前寒武纪化石中有发现像是单细胞绿藻的化石，但依然不确定是何种藻类。


有胚植物现知古老的生痕化石源自于奥陶纪，虽然此类的化石是零碎不全的。到了志留纪才有完整个化石被保留下来，包括石松门的“刺石松”。泥盆纪之后，莱尼蕨门的详细化石在此时期被发现，此化石显示出了其植物组织的单一个细胞。泥盆纪时亦出现了被认为是古老树木的植物“古羊齿属”，此类植物在其树干上有蕨叶，但此蕨叶不会产生孢子。


煤系地层是生存于古生代时的植物的化石的主要来源。煤炭矿是采集化石好的场所，而且碳本身便是化石植物的残留，虽然植物化石的结构细节很少会留在碳中。在苏格兰格拉斯哥维多利亚公园中的化石森林里，有发现鳞木的树干。