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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。”

化石的定义：化石是指所谓化石是指保存在岩层中地质历史时期的古生物遗物和生活遗迹以及生物成因的残留有机分子。

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。


简单地说，化石就是生活在遥远的过去的生物的遗体或遗迹变成的"石头"。许多都被当时的泥沙掩埋起来。在随后的岁月中，这些生物遗体中的有机物质分解殆尽；同样，那些生物生活时留下的痕迹也可以这样保留下来。我们把这些石化的生物遗体、遗迹就称为化石。从化石中可以看到古代动物、植物的样子，从而可以推断出古代动物、植物的生活情况和生活环境，可以推断出埋藏化石的地层形成的年代和经历的变化，可以看到生物从古到今的变化等等。因为在较老的岩石中的化石通常是原始的较简单的，而在年代较新的岩石中的类似种属的化石就要复杂和。

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。


松柏和开花植物的根、茎及枝干的化石可以在湖泊及海岸的中生代和新生代地层中被找到。加州红木、木兰、栎树和棕榈树等化石常被找到。
石化木普遍存在于世界的部份地区，且常在酸性及沙漠地区中所发现，因为那些地方很容易因侵蚀作用而暴露。石化木通常都被严重地硅化（有机质被二氧化硅取代），且生殖组织常会被保存在良好的状态。此类的样本有些会使用宝石雕琢的装置来切割及磨光。石化木的石化林已在每个大陆中被发现。


舌羊齿属等种子蕨的化石广泛分布在南半球的数个大陆中，此一事实支持了阿尔弗雷德·魏格纳所提出的大陆漂移学说。

在有文字记载的人类历史的早期，某些希腊学者曾被在沙漠中及山区有鱼及海生贝壳的存在感到迷惑。公元前450 年希罗多德（Herodotus）注意到埃及沙漠，并正确地认为地中海曾淹没过那一地区。