除了蓝细菌以外,化石细菌的数量并不多。在特定的化学条件下,细菌细胞被无机盐取代后,形成活细胞的复制品或者假晶。一些细菌能够分泌铁质的外鞘,有时也能形成化石。
有些细菌可以钻入动物的外壳或岩石中,在壳内或岩石中形成微小的管道,因此可以通过分析不同时期动物外壳化石的这些管道间接认识它们。