找到恐龙化石（或其他任何化石）的关键，是找对合适的岩石类型。对化石来说，合适岩层就是由在湖中、河流或洋底沉积的沙石泥土构成的沉积岩。然而，不是所有的沉积岩都含有化石，更别说恐龙化石。必须要有一些因素恰当组合，恐龙才能在沉积岩中转变为化石。

为发现恐龙化石，古生物学家必须定位在合适时间形成的沉积岩。对恐龙来讲，即是中生代时期。举例来说，如果古生物学家对侏罗纪恐龙感兴趣，他或她便需要在侏罗纪时沉积的岩石中寻找，而不是在白垩纪时沉积的岩石中寻找。一旦确定岩石时期，便可从该地区的地质图上确定这种岩石的所在位置。这些地图精确地表明不同岩石在地表的分布，还会显示该地的地形（陆地高度）。

一旦确定合适岩石的位置，古生物学家就可前往实地进行考察，检测裸露岩石或褶皱、断层等显露岩石的地表形态。古生物学家还会寻找侵蚀明显的地区，水力、风力或人力持续侵蚀沉积岩，会使岩石和其中的化石暴露出来。

最后一步便是在该地区持续搜寻，而且往往会找到一块暴露在外的骨化石或其他的石化部分。这一切听起来也许很简单，但实际上并不容易：耐心和坚持是这一搜寻阶段的关键因素。一旦古生物学家发现一块恐龙或其他的化石，挖掘、运输、修复的工程就开始了。