Un fossile è il resto o la traccia di un antico essere vivente.

Nella roccia sedimentaria si trovano fossili di animali, piante o protisti.

In un tipico fossile, la forma del corpo viene mantenuta, ma le molecole originali che lo componevano sono state sostituite da materiale inorganico, come il carbonato di calcio (CaCO3) o la silice (SiO2). Il fossile si sente come, ed è, fatto di roccia. È stato mineralizzato o pietrificato (letteralmente, trasformato in roccia).

Un fossile può anche essere un'impronta o un'impressione di un essere vivente che rimane nel fango fossilizzato di un'epoca passata.

Alcuni organismi si fossilizzano bene, altri no. I fossili più comuni sono quelli lasciati dagli organismi che producono materiali duri. I gusci duri e calcitici dei molluschi (come vongole e lumache) e dei brachiopodi ormai rari (noti anche come gusci di lampade) ne sono un esempio. Questi molluschi marini hanno prodotto molti strati calcarei fossiliferi (vale a dire fossili) gessosi nella terra.

Gli organismi a corpo molle possono fossilizzarsi in circostanze particolari: il biota di Ediacaran ne è un buon esempio.

I fossili più noti al grande pubblico sono quelli dei giganteschi dinosauri preistorici. Le ossa fossilizzate e le tracce fossilizzate di questi enormi e antichi rettili si possono vedere in molti musei di storia naturale e di scienze della terra.

Lo studio dei fossili da parte di geologi e biologi è noto come paleontologia. Se lo studio mette gli esseri viventi nel loro contesto ecologico si chiama paleobiologia.