Os fósseis são quase sempre encontrados em estratos de rochas sedimentares. As rochas sedimentares são o tipo mais abundante na superfície da Terra e são o único tipo que se forma em condições que provavelmente preservam a natureza orgânica artefatos.
As rochas não sedimentares são incapazes de coletar fósseis ou podem destruí-los durante sua formação. A rocha ígnea jorra da região derretida da crosta terrestre e esfria na superfície ou próximo a ela. As rochas ígneas da superfície, como a obsidiana e a pedra-pomes, emergem dos vulcões e esfriam antes de absorverem restos orgânicos. Qualquer osso, dente ou matéria vegetal com que entrem em contato enquanto ainda são maleáveis é queimado completamente, não deixando nenhum vestígio para fossilizar. As formações ígneas de substrato, como granito plutônico, sobem em um bolo quente até um ponto logo abaixo da superfície e esfriam no lugar, o que impede que o material biológico entre na rocha em qualquer ponto.
O terceiro tipo de rocha, metamórfico, é ocasionalmente encontrado com fósseis embutidos nele, mas isso é incomum. A rocha metamórfica geralmente começa como um sedimento, como o calcário, mas passa por um processo de reforma sob condições de calor e pressão extremos. As condições metamórficas geralmente destroem os fósseis, e a rocha resultante, como o mármore, raramente tem qualquer vestígio remanescente de entidades biológicas.
