Existem vários processos de fossilização.
Incrustação: Ocorre quando substâncias trazidas pela água se infiltram no subsolo e revestem um animal ou planta.
Mineralização: Ocorre quando substâncias minerais são depositadas em cavidades como ossos e troncos.
Recristalização: Ocorre quando há um rearranjo da estrutura cristalina de um mineral, dando-lhe assim mais estabilidade.
Carbonificação: Ocorre quando há perdas de substâncias voltáveis restando apenas uma película de carbono.
Mumificação: É o processo mais raro de fossilização. Ocorre quando um ser vivo fica aprisionado em gelo ou âmbar conservando assim as suas partes moles.
Moldagem: É o processo mais vulgar da fossilização. Ocorre quando há um preenchimento externo das partes duras de um ser vivo por sedimentos ou há uma moldagem externa das mesmas.