化石是存留在岩石中的古生物遗体、遗物或遗迹，最常见的是骨头与贝壳等。
化石，古代生物的遗体、遗物或遗迹埋藏在地下变成的跟石头一样的东西。研究化石可以了解生动物的演化并能帮助确定地层的年代。保存在地壳的岩石中的古动物或古植物的遗体或表明有遗体存在的证据都谓之化石。从太古宙(34亿年前)至全新世(1万年前)之间都有化石出现。
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。在漫长的地质年代里，地球上曾经生活过无数的生物，这些动物死亡之后的遗体或是生活时遗留下来的痕迹，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质分解殆尽，坚硬的部分如外壳、骨骼、枝叶等与包围在周围的沉积物一起经过石化变成了石头，但是它们原来的形态、结构(甚至一些细微的内部构造)依然保留着;同样，那些生物生活时留下的痕迹也可以这样保留下来。我们把这些石化了的生物遗体、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。
化石有三叶虫化石，植物化石，贝壳化石，足印化石，恐龙化石，鱼化石等。
广义来说，凡从地层的岩石中挖出来的，能够为我们提供关于古代生物的体形或构造方面资料的东西，无论是直接的或比较间接的资料，都可称为化石。按此，煤无疑也是化石，甚至连古人类制造和使用的工具，也可归为化石。
古生物学，顾名思义，是研究古代生物的科学。古代生物现已死亡，古生物学的研究是以化石为依据的。化石是埋藏在地层里的，所以古生物学又与地质学有联系。实际上，它是一门介于生物学和地质学之间的科学。一位有作为的古生物学家，既要具备生物学的知识，也要具备地质学的知识。加之，古代生物是没有国界的，各大洲可以互通，我们在研究本国出产的标本时，务必了解其它国家出产的同类标本。这就要求我们有一定外语基础，并且多多益善。显然，培养一位有为的古生物学家多不容易！
经常有人把古生物学和考古学混为一谈，认为凡是研究古代东西的学问统叫考古学。其实，它俩各有自己研究的对象和范围。大体说来，古生物学研究的范围是从地球上生命开始出现，到人类出现。生命出现之前的研究为天文学范围，而进入人类社会后则为考古学范围。不过，有时的确也没有绝对界线。
据研究，地球迄今大约已有45亿年历史了。为研究、叙述方便，地质学家根据生物发展的不同阶段，把地球的历史划分为好几个代，代下分纪，纪下分世。代的名称从古至今有太古代、元古代、古生代、中生代和新生代。太古代历时最长，约有20亿年。当时地球上还没有生命，可能在该代末期，海洋里才开始出现藻类。元古代除藻类外，还发现有海绵的骨针，水母的印痕，放射虫的矽质骨骼等。到距今5亿年前的古生代开始，生物才在地球上大量出现。古生代早期被称为“海洋无脊椎动物时代”。那时，现代无脊椎动物的各大门类，海洋里几乎都已有代表。到古生代中期，鱼类已大为发展，泥盆纪被称为“鱼类时代”。泥盆纪晚期鱼类上岸进化为两栖动物。
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