Os fósseis de filme de carbono são formados por um processo conhecido como carbonização; este processo preserva uma coisa viva, normalmente uma folha, pena, crustáceo ou peixe, como uma fina camada de carbono. Esses fósseis são normalmente feitos por compressão e geralmente são planos, com uma fina camada de carbono mostrando o contorno do fóssil (daí o nome filme de carbono).
Embora a compressão, ou forte pressão para baixo, seja normalmente responsável por fósseis de filmes de carbono, isso não conta toda a história de como essas impressões duradouras são feitas. Além do aspecto de compressão do processo de formação, o futuro material orgânico fóssil se decompõe lentamente e muda ao longo do tempo, ocorrendo processos como polimerização de lipídios (gorduras) e volatilização de elementos básicos como hidrogênio e nitrogênio. Eventualmente, a maior parte do material orgânico que era originalmente parte da folha, pena ou animal se dissolve, deixando apenas uma fina camada preta de carbono para trás.
Carbonização não precisa se referir a fósseis que foram preservados exatamente neste processo. Alguns paleontólogos podem se referir a qualquer fóssil escuro e plano como uma carbonização, embora possa não ser exatamente um exemplo adequado de filme de carbono. Fósseis de filme de carbono verdadeiro ganham esse nome por serem compostos principalmente de carbono, um mineral altamente abundante que causa a cor escura desses fósseis.
