大多數(shù)生物遺體都是經(jīng)過(guò)變化才形成化石的。將古代生物遺體、遺跡保存成化石的各種作用，稱(chēng)為石化作用，主要包括：過(guò)礦化作用或浸染作用；置換作用或石化作用；炭化作用。
過(guò)礦化作用或浸染作用：指生物硬體內(nèi)的空隙為地下水中所含礦物質(zhì)填充的過(guò)程。生物硬體中的有機(jī)物常在埋藏以后散失殆盡，使原來(lái)硬體變得疏松多孔，這些孔隙隨后被溶于水中的礦物質(zhì)充填，使硬體構(gòu)造得以保存，并增加了重量。
置換作用或石化作用：指埋藏于沉積物中的生物遺體被溶于地下水中的礦物質(zhì)所填充或交代變成石質(zhì)，由于溶解和填充速度相等，并以分子相互交換，所以雖然化石的化學(xué)組成改變了，但仍保存生物原有構(gòu)造的作用。主要的置換礦物是方解石（鈣化）、石英（硅化作用）和黃鐵礦（黃鐵礦化）等。另外：赤鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦、甚至硅酸鹽和磷酸鹽礦物等也可能成為置換礦物。
炭化作用：生物遺體易于揮發(fā)的成分如氮、氫、氧等被溶解或揮發(fā)逸去，僅留下炭質(zhì)薄膜保存為化石的作用，稱(chēng)炭化作用。
