いずれにせよ、化石としてのこる生物は偶然に左右され、その身体の部位、条件、その他きわめて限られた場合だけである。たとえば、鳥類については他のものより産出量は少なく、始祖鳥と現世鳥類を結ぶ進化の過程には未解明な点が今なお多い。また、化石から分かる情報もそれなりに限られたものである。しかし、過去の生物を直接目にすることは、化石を通じてしかありえない。それゆえ、進化という考えの起源の一つが化石研究であったのは当然である。とはいえ、化石から生物界の種すべての情報を引き出せるわけではない。生物界全体を見渡せば、化石から系統進化にかかわる知識を汲み出せるのは動物界と植物界だけにほぼ限られると言ってよい。菌界、原生生物界、細菌、古細菌の化石の産出も少なくないが、微化石として多産するもの以外については、通常、断片的な知識しか得ることができない。
化石の中には本体とは別種の生物の生態を示すものがあり、有名なものに歯型が残る化石が挙げられる。例えばアルゼンチンから発見された四肢動物の化石には、爬虫類(ワニやドロマエオサウルス科)が食べ残したと思しき骨に、さらに哺乳類が歯型を残しており、死骸が余すことなく活用されたことを示している。
化石の分類.
古生物遺体（遺骸）としての化石は、生物学上の分類にしたがって動物化石、植物化石などのように分類されるが、上述のように遺骸か遺跡か、また遺存の状況や程度によっても分類が可能である。表にまとめると以下のようになるが、あくまでもこれは代表的でわかりやすい事例を掲げたにすぎない。
生物そのものでなく、足跡や糞などの生痕が残ったものを生痕化石という。生物もしくは、その一部は体化石という。
大きさによる分類として、微化石、がある
研究史.
古くから化石の存在は知られていた。古代ギリシアにおいては、化石を過去の生物と見るものがあったが、アリストテレスは特殊な力によって石の中に生まれるものとみなし、そのため、ヨーロッパでは化石への正しい認識が遅れた。その後の流れの中では、キリスト教の教義とのかかわりもあり、化石を『旧約聖書』に記載されている「ノアの方舟」伝説における洪水の犠牲と見る考え方も長く維持されてきた。