Fossiler bevaras huvudsakligen på två sätt: med och utan förändring. Konservering med förändring inkluderar förkolning, förstening, omkristallisering och ersättning. Konservering utan förändring inkluderar användning av formar och insamling av indirekta bevis.
Kolning
Kolning sker ofta vid bevarandet av växter och mjuka organismer. Resterna av växten eller djuret krossas under tyngden av stenen. Gaserna, inklusive väte, kväve och syre, avgasas genom värme- och kompressionsprocessen. Det som finns kvar är en kolfilm, ett intryck av det tidigare levande.
Förstening
Kallas ibland permineralisering, förstenning inträffar när ett poröst material som ett ben eller skal fylls med konserverande material som kalciumkarbonat eller kiseldioxid. Det ursprungliga skalet eller benet begravs under marken och vatten tränger in i ytan. Grundvattnet innehåller kalciumkarbonatet som fyller de tomma utrymmena i materialet, som med tiden härdar och fyller porerna fulla av mineraler som bevarar föremålet.
Omkristallisering
Omkristallisering sker ofta i skalfossiler och är den process genom vilken de små molekylkristallerna inuti ett skal ofta bildas av en typ av kalciumkarbonat kan omvandlas till en annan typ av kalciumkarbonat. Detta stabiliserar skalet och förvandlar det till ett fossil.
Ersättning
Förekommer i både skaldjur och trä, ersättning är när den ursprungliga levande varelsens atomsammansättning ersätts cell för cell med en ny kemisk struktur. Vanligtvis bestäms kemikalien som ersätter originalet av grundvattnet fossilet ligger i. En vanlig typ av ersättning är silifiering. Det är då de ursprungliga levande kvarlevorna ersätts med kiseldioxid som i fallet med förstenade skogar.
Gjutning
Gjutning och gjutning är ett indirekt sätt att bevara fossiler. I det här fallet betyder indirekt att den kemiska sammansättningen av det organiska materialet inte förändras, snarare ligger det i ett ämne som gör intryck av materialet. Vanliga exempel är gjutningar av ormbunksblad och snigelskal.
Spårfossiler
Spårfossiler är en annan typ av indirekt bevarande av fossiler. Exempel på spårfossiler är fotspår och stigar. Dinosaurier och andra förhistoriska djur rörde sig genom undervegetationen och längs överjorden som senare täcktes med annat skräp. I vissa fall bevarades deras spår och kan grävas upp och skäras ur marken. Ett annat exempel på ett spår av fossil är djurdynga. Bevarad, fossiliserad dynga ger fossilexperter bevis på forntida matkällor och strukturen hos det förhistoriska matsmältningssystemet.
