化石的形成是一个漫长而复杂的过程，主要发生在数百万年的时间跨度内。首先，生物体死亡后需要被迅速掩埋，以防止分解或被食肉动物吃掉。常见的掩埋环境包括河床、湖泊底部和海洋沉积物中。随着时间的推移，这些沉积物逐渐硬化成岩石，将生物体包裹在其中。

在埋藏过程中，生物体内的有机物质会逐渐被矿物质所替代。这个过程称为石化作用，其中最常见的是置换作用和矿质充填作用。置换作用是指生物体的有机分子被地下水中的矿物质（如方解石、石英或黄铁矿）所取代；而矿质充填作用则是指空腔或孔隙被矿物质填充。最终，经过长时间的压力和温度变化，生物体的原始形态得以保存下来，形成了我们今天所见的化石。这一过程不仅记录了地球历史上的生命演变，也为我们提供了研究古生物和地质时期的重要线索。