ซากดึกดำบรรพ์คือซากที่เก็บรักษาไว้หรือรอยประทับของสิ่งมีชีวิต เช่น พืช สัตว์ หรือแมลง ฟอสซิลบางชนิดก็เก่ามาก ตัวอย่าง ได้แก่ กระดูก เปลือกหอย โครงกระดูกภายนอก รอยประทับจากหินของสัตว์หรือจุลินทรีย์ วัตถุที่เก็บรักษาไว้ในอำพัน ผม ไม้กลายเป็นหิน น้ำมัน ถ่านหิน และเศษดีเอ็นเอ
การศึกษาและการตีความฟอสซิลเรียกว่า บรรพชีวินวิทยา และนักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาฟอสซิลเรียกว่าบรรพชีวินวิทยา
การศึกษาฟอสซิลช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ได้เรียนรู้เกี่ยวกับประวัติศาสตร์ชีวิตที่ผ่านมาบนโลก
ฟอสซิลมีอยู่ทั่วโลก ฟอสซิลส่วนใหญ่พบในหินตะกอน เช่น หินดินดาน หินปูน และหินทราย
เมื่อแร่ธาตุเข้ามาแทนที่สิ่งมีชีวิตในพืชหรือสัตว์ที่ตายแล้ว สิ่งนี้เรียกว่าการกลายเป็นหิน ไม้และกระดูกมักกลายเป็นหิน และฟอสซิลไดโนเสาร์ก็เช่นกัน
เมื่อผนังเซลล์ในสิ่งมีชีวิตละลายและถูกแทนที่ด้วยแร่ธาตุหรือช่องว่างของเซลล์จะเต็มไปด้วยแร่ธาตุ - นี้เป็นที่รู้จักกัน permineralization
เมื่อสารอินทรีย์กลายเป็นโคลน - กระบวนการนี้เรียกว่าการกักขัง
เมื่อพืชและสัตว์ติดอยู่ในดินเยือกแข็ง กระบวนการนี้เรียกว่าการทำความเย็น
บางครั้งแมลงหรือพืชชิ้นเล็กๆ ถูกเก็บรักษาไว้ในอำพัน สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อสัตว์หรือพืชติดอยู่ในเรซินเหนียวจากต้นไม้ ซึ่งในที่สุดจะแข็งตัวเป็นสีเหลืองอำพันโดยที่สิ่งมีชีวิต (พืชหรือสัตว์) ยังคงติดอยู่ข้างใน
ฟอสซิลมีสองประเภทหลัก:
ฟอสซิลสามารถเก็บรักษาไว้ได้หลายกระบวนการ
Petrifaction – เมื่อวัสดุดั้งเดิมของสิ่งมีชีวิตถูกแทนที่ด้วยแร่ธาตุ การทำให้เป็นซากดึกดำบรรพ์เรียกว่า petrifaction
Permineralization – เมื่อรูในสารอินทรีย์เต็มไปด้วยแร่ธาตุ การทำให้เป็นซากดึกดำบรรพ์เรียกว่า pre-mineralization
การทำให้เป็นคาร์บอน – เนื้อเยื่ออ่อนสามารถเก็บรักษาไว้เป็นฟิล์มคาร์บอนได้ กระบวนการนี้เรียกว่าคาร์บอนไดออกไซด์
แม่พิมพ์และการหล่อ – ฟอสซิลจำนวนมากเป็นแบบหล่อหรือแบบหล่อ
บันทึกฟอสซิลไม่สมบูรณ์ด้วยเหตุผลหลายประการ:
1. สิ่งมีชีวิตจำนวนมากอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ไม่น่าเป็นไปได้ที่การฝังศพและการเก็บรักษา ฟอสซิลมีแนวโน้มที่จะก่อตัวขึ้นเมื่อสิ่งมีชีวิตถูกฝังอย่างรวดเร็ว
2. สัตว์ตัวอ่อนที่ไม่มีส่วนแข็งสลายตัวเร็ว ฟอสซิลมีแนวโน้มที่จะก่อตัวขึ้นจากส่วนที่แข็ง เช่น กระดูก ฟัน และเปลือก แมงกะพรุนและสิ่งมีชีวิตที่คล้ายคลึงกันนั้นหาฟอสซิลได้ยาก
3. สภาพดินฟ้าอากาศและการกัดเซาะทำลายหินจำนวนมากด้วยฟอสซิล
4. ฟอสซิลส่วนใหญ่พบในหินตะกอนเนื่องจากหินเหล่านี้ก่อตัวที่พื้นผิวโลกซึ่งมีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่
Ichnofossils เป็นร่องรอยของชีวิตในสมัยโบราณที่ไม่ใช่ชิ้นส่วนของสิ่งมีชีวิตจริง ได้แก่ ราง ทางเดิน และโพรง