La palabra fósil deriva del latín, “folilis”, del verbo “fodere”, que significa excavar en la tierra. En este sentido, el término fósil se emplea ya en el siglo I por “Plinio”, y después, en el siglo XVI, es reutilizado este término por “Agrícola”. Este término se usaba para todos aquellos organismos que eran extraídos de la tierra, incluyendo restos fósiles, minerales e incluso piezas arqueológicas.

Sería a finales del siglo XVIII cuando se emplee el término fósil exclusivamente para los restos de organismos que vivieron en el pasado y que sufrieron un proceso de fosilización por el cual llegaron hasta nuestros días.

Se entiende por fósiles más modernos a aquellos que corresponden a organismos que vivieron en las última glaciación cuaternaria (hace 3 mil millones de años aprox.). Los restos de organismos posteriores (en el neolítico, en la época de los metales...) se denominan subfósiles.

Actualmente, el concepto de fósil es algo más amplio que el original y no se restringe solamente a restos de organismos, sino que hace referencia a todos aquellas señales que ponen de manifiesto la existencia o la actividad de los organismos (por ejemplo, las huellas, algunas sustancias químicas...)

El estudio de los fósiles ha variado a lo largo del tiempo, se ha pasado del estudio de tipo descriptivo a estudios en los que se analizan, por ejemplo, las relaciones entre los organismos y el medio en que vivían, las interacciones entre los distintos tipos de organismos, o la evolución de los distintos grupos.

No todos los organismos son igualmente susceptibles de generar restos fósiles: los más abundantes corresponden a seres con partes duras o mineralizadas, como conchas y caparazones (moluscos, cangrejos, erizos de mar), o bien esqueletos (dientes, huesos, políperos de corales), cuya degradación va a ser más lenta que la de los organismos constituidos exclusivamente por tejidos orgánicos.

En la fosilización de un organismo no es necesario presuponer la muerte del animal o vegetal que ha producido el fósil. Los restos pueden generarse normalmente durante el crecimiento (mudas periódicas de caparazones de cangrejos y trilobites, "camisas" de culebras, astas de cérvidos), corresponder a partes del organismo (hojas, raíces, ramas), bioconstrucciones, productos metabólicos (excrementos fosilizados o coprolitos, moléculas biogénicas o fósiles químicos, resinas fósiles o ámbar), o bien implicar gérmenes reproductores (huevos, semillas), algunos de los cuales son difíciles de definir en términos vitales (polen y esporas que germinan después de miles de años).

Otro grupo de fósiles muy importante son las señales de actividad dejadas por los organismos, conocidas como icnofósiles, que generalmente no se conservan asociadas a los seres que las han producido. Nos referimos a las huellas de locomoción (pisadas, pistas, rastros), a las galerías excavadas en diferentes sustratos (para alimentación o cobijo), a las señales de predación (hojas y huesos roidos, dentelladas) y a perforaciones diversas en rocas, conchas, maderas o esqueletos.

Se denominan microfósiles a los fósiles que se estudian en el microscopio. Nacnofósil, a los fósiles que se estudian en el microscopio electrónico. Macro y Megafósiles, a los fósiles que pueden ser estudiados a simple vista.