Os fósseis são restos de seres vivos ou vestígios de atividades biológicas (ovos, pegadas, etc.) preservados nos sistemas naturais. Entende-se por "sistemas naturais" aqueles contextos em que o processo de preservação não resulta da ação antrópica, podendo o fóssil ser preservado em sedimentos, rochas, gelo, piche, âmbar, solos, cavernas, etc. Preservam-se como moldes do corpo ou partes do próprio ser vivo, seus rastros e pegadas. A totalidade dos fósseis e sua colocação nas formações rochosas e camadas sedimentares é conhecido como registro fóssil. A palavra "fóssil" deriva do termo latino fossilis que significa "desenterrado" ou "extraído da terra". A ciência que estuda os fósseis é a Paleontologia, iniciada com os trabalhos de Georges Cuvier.
A geração de fósseis, ao contrário do que se poderia supor, é um fenómeno corriqueiro e que ocorre frequentemente. O registo fóssil contém inúmeros vestígios fossilizados dos mais variados organismos do passado geológico da Terra. Tudo pode fossilizar, até mesmo os restos orgânicos mais delicados e perecíveis. Contudo, a preservação de matéria orgânica ou de restos esqueléticos delicados, uma vez que estes se decompõem e são destruídos rapidamente, requer condições de fossilização fora do comum que, por serem especiais, ocorrem na natureza mais raramente. Daí que fósseis de restos destes tipos não sejam frequentes.
Pelo contrário, a preservação de partes esqueléticas biomineralizadas, mais duras e resistentes à decomposição e à erosão, tais como dentes, conchas, carapaças e ossos, é bem mais frequente e, por isso, a esmagadora maioria do registo fóssil é constituída por fósseis deste tipo de restos biológicos. Em qualquer das circunstâncias, para que os restos de um qualquer organismo fossilizem, é fundamental que estes sejam rapidamente cobertos por um material que os preserve, geralmente sedimento.
Somente os restos ou vestígios de organismos com mais de 11.000 anos são considerados fósseis. Este tempo, calculado pela última glaciação, é a duração estimada para a época geológica do Holoceno ou Recente. Quando os vestígios ou restos possuem menos de 11.000 anos, são denominados de subfósseis.
Segundo outros autores, pelo contrário, um fóssil é todo e qualquer resto ou vestígio de organismos do passado preservado em contexto geológico, independentemente da sua idade. De acordo com estes paleontólogos, fixar uma qualquer data para se poder considerar se algo é ou não um fóssil é arbitrário. Por outro lado, sendo o Holocénico (menos de 10.000 anos) parte do registo geológico, os restos orgânicos contidos em rochas holocénicas deverão ser considerados fósseis. Ou seja, o que determina o fóssil é a ocorrência conjunta de um resto identificável com origem biológica num contexto geológico, independentemente do seu tipo e da sua idade.
