不是所有的有机体最后都会变成化石，生物体变成化石的概率通常很低。许多有机体会腐烂消失，或被其他动物嚼碎。正因如此，一些科学家推测，尽管生活在地球上的动植物群落有数十亿，但只有很少一部分最后形成了化石。我们找到的化石，只是曾经存在的动植物中很小的一部分。

如果有机体在死后迅速被潮湿的沉积物覆盖，保护腐烂的有机体不会被食肉动物、食腐动物和细菌侵犯，那么有机物将会获得形成化石的最佳机会。有机体中柔软的部分（例如皮肤、细胞膜、组织、器官）迅速腐烂，留下骨骼和牙齿。已发现的大部分化石都可追溯到5亿年以前，这时有机体刚开始长出骨骼和其他坚硬的部分。下面是以恐龙为例的石化步骤，大致显示出了一只恐龙变成化石的困难程度。

食腐和腐烂——恐龙死亡后，食腐者很快就会将恐龙身上的软肉撕去。未被吃掉的部分以或缓或急的速度腐烂，这取决于当时的普遍气候。无论如何，很短的时间内便剩下骨架。但即使是遗留下的坚硬的部分也不会亘古不变。它们往往会被周围的风、水、阳光、化学物质的运动所腐蚀，被磨圆或成为碎片。

地点——如果恐龙骨架所在区域没有发生迅速的掩埋，那么骨架石化的机会十分渺茫。骨骼将会破裂、粉碎，常因河道的改变和洪水的冲刷而被带走。但是，这种移动偶尔会把骨骼运到类似河流沙滩等更易保存的区域，增加其石化机会。

掩埋——化石形成过程中，最重要的步骤便是掩埋。恐龙骨骼被掩埋的速度越快，完好化石的形成概率越大。无论是在移动之前还是移动之后，如果骨骼被泥土或沙子覆盖，便能降低未来损害；另外，越少暴露在氧气中，恐龙骨骼额外的损害越低。然而，骨骼上方沉积物数量增加而带来的压力，或是来自溶解在沉积物中的酸性化学物质，仍然带来一些损害。

石化——第四步就是石化的真正过程。在这一步，化石周围的沉积物由于上层覆盖的沉积层的压力和水分短缺而成为岩石。最终，颗粒联结到一起形成坚硬的结构，我们称之为岩石。当骨骼结构中的空间被方解石（碳酸钙）或者其他含铁矿物质充满时，恐龙骨骼便被石化了；而骨骼的真实矿物质——磷灰石（磷酸钙）可能已经重新结晶了。

曝光——最后，深埋的恐龙骨骼必须在发掘地的表面曝光。这一过程包括含骨骼的沉积岩上升到表面，风和水侵蚀石化的骨架。如果骨骼没有被及时找到，风和水的作用会破坏古老物种的记录。