化石化作用有三种方式：矿物质填充作用、交替作用和升馏作用。
矿物质填充作用.矿物质填充作用是指，某些无嵴椎动物贝壳或嵴椎动物骸骨中的有机物分解消失以后留下了中空的部分，在地层下被埋藏日久以后，溶解在地下水中的矿物质（主要是碳酸钙）往往在其孔隙中经再结晶作用变成了较为致密、坚实、并且增加了重量的实体化石。
交替作用.交替作用是指，生物硬体的组成物质在埋藏情况下被逐渐溶解，再由外来矿物质逐渐补充替代的过程。在这个过程中，如果溶解和交替速度相等，而且以分子相