化石一词源自拉丁文fossillis，意为挖掘。化石是古生物学的主要研究对象，它为研究地质时期的动、植物生命史提供了证据。中国古籍中早已有关于化石的记载，如春秋时代的计然和三国时代的吴晋，都曾提到山西省产“龙骨”，“龙骨”即古代脊椎动物的骨骼和牙齿的化石；
《山海经》也有“石鱼”（即鱼化石）的记述；南朝齐梁时期陶弘景有对琥珀中古昆虫的记述；宋朝沈括对螺蚌化石和杜绾对鱼化石的起源，已有了正确认识。迄今，发现早的化石为距今35亿年前的澳大利亚瓦拉翁纳群中的丝状化石。
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。
虽然生物体的软组织的保存形成了一些有趣的和令人叹为观止的化石，但这种方式形成的化石是相对罕见的。古生物学家更经常地是研究保存在岩石中的化石。
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不过，此次古生物所的特展却展出了三块跳蚤化石。有两块来自白垩纪，一块来自伯罗纪的巨型跳蚤化石。这可是1975年出生的古生物专家黄迪颖研究员，在搜寻了数十万块化石后无意中发现的。
另一些有机物具有几丁质（一种类似于指甲的物质）的外甲，节动物和其它有机物的几丁质外甲可以成为化石，由于它的化学成分和埋葬的方式，使这种物质以碳的薄膜的形式而保存下来。碳化作用（或蒸馏作用）是生物埋葬之后在缓慢腐烂的过程中发生的，在分解过程中，有机物逐渐失去所含有的气体和液体成分，仅留下碳质薄膜。这种碳化作用和煤的形成过程相同。在许多煤层中可以看到大量的碳化植物化石。在许多地方，植物、鱼和无脊椎动物就是以这种方式保存下它们的化石。有些碳的薄膜地记录了这些生物的精细的结构。
化石还可以通过矿化作用和石化作用而保存下来。当含矿化的地下水把矿物沉淀于生物体的坚硬部分所在的空间时，使得生物的坚硬部分变得更坚硬、抵抗风化作用的能力更强。较普通的矿物有方解石、二氧化硅和各种铁的化合物。所谓置换作用或矿化作用是生物体的坚硬部分被地下水溶解，与此同时其它物质在所空出来的位置上沉淀下来的过程。有些置换形成的化石的原始结构被置换的矿物所破坏。
1.65亿年前，恐龙还统治着地球。跟那些庞然大物相比，史前巨型跳蚤体长才2.4厘米，微不道，但却是现代跳蚤体长的8倍。还有一种叫“恐怖虫”的，虽然体型小，但是长有一对类似螃蟹的大钳子，它生来不为吸血吃肉，一生就为传宗接代……五一期间，这些稀奇古怪的虫子化石，将在南京古生物博物馆公开展出。市民可以前往参观，一睹这些全球科学界著名小虫的神奇风采。
科学家通过对化石的研究使得我们对古生物的生活环境、生活方式、进化的规律和机制等有了更深入的了解。生物地层学、分子古生物学、古生物化学以及古仿生学等边缘学科的研究也都离不开古生物化石。由此可见,古生物学的方方面面以及相关的一些学科领域的科学研究都离不开古生物化石！
