保存在地层中的地质时期的生物遗体（如动物骨骼、硬壳等）和遗迹（如动物足印、虫穴、蛋、粪便、人类石器等）都叫做化石。一般古动物的硬壳、骨骼等不易毁坏的硬体部分，在固结成岩过程中经过石化作用容易形成化石，植物的茎、枝、叶保存下来，也可形成化石。 生物是从简单向复杂，从低级向高级发展的，生物演化既具有不可逆性，又具有阶段性。所以一定种类的生物或生物群总是埋藏在一定时代的地层里，而相同地质年代的地层里必定保存着相同或延似种属的化石或化石群。这样就能够根据化石确定地层的地质年代。
有些生物，仅仅在一个地质时代中生存，因此这类生物的化石，只能在某一个时代的地层里找到。这种能够确定地层时代的化石，叫做“标准化石”。由于各种生物的生存，往往只适合一定的自然环境，因此各种不同环境里都有一些特殊的生物：咸水中、淡水中、深海中、浅海中、湖泊中、陆地上、高山上、平原上、热带、寒带、沙漠中、草原上都有其各自的特殊生物，因此我们又可以根据地层中所含的化石来推测当时的自然地理环境和沉积岩层的形成条件（包括古气候），能够起这种作用的化石就叫“指相化石”。
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