化石是資源，保護(hù)工作面臨諸多挑戰(zhàn)。自然風(fēng)化、人為破壞和非法采集都威脅著化石遺產(chǎn)。各國(guó)通過建立自然保護(hù)區(qū)、立法保護(hù)和公眾教育等措施應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)。例如，美國(guó)《古生物資源保護(hù)法》和中國(guó)《古生物化石保護(hù)條例》都為重要化石提供了法律保護(hù)。

化石在確定地質(zhì)年代方面具有的作用。標(biāo)準(zhǔn)化石是那些生存時(shí)間短、分布廣泛的物種，可以標(biāo)定地層年代。通過化石序列建立的生物地層學(xué)框架，是全球地質(zhì)年表的基礎(chǔ)。在演化生物學(xué)中，化石提供了一系列"快照"，展示不同地質(zhì)時(shí)期生物形態(tài)的變化，如從恐龍到鳥類的過渡化石，為進(jìn)化理論提供了直接的證據(jù)。

現(xiàn)代技術(shù)為化石研究帶來了革命性變化。高分辨率CT掃描可以非破壞性地觀察化石內(nèi)部結(jié)構(gòu)，甚至揭示隱藏在巖石中的標(biāo)本。同步輻射技術(shù)能夠顯示化石中微小的化學(xué)組成差異。同位素分析通過測(cè)量化石中穩(wěn)定同位素比例，推斷古生物的食性和古環(huán)境條件。分子古生物學(xué)則試圖從化石中提取古代DNA或其他生物分子，雖然技術(shù)挑戰(zhàn)但前景廣闊。

脊椎動(dòng)物化石相對(duì)但研究?jī)r(jià)值，從魚類到恐龍?jiān)俚讲溉閯?dòng)物，記錄了脊椎動(dòng)物的演化歷程。遺跡化石則包括足跡、洞穴、糞便（糞化石）等，反映了古生物的行為特征。特別珍貴的化石類型包括琥珀中的生物包裹體，以及保存軟組織的特異埋藏化石庫(kù)，如中國(guó)的澄江生物群和熱河生物群，為研究早期生命提供了極為寶貴的材料。

化石的科學(xué)定義是指保存在地殼巖石中的古代生物遺骸、遺跡或生命活動(dòng)的其他證據(jù)。根據(jù)保存形式，化石可分為實(shí)體化石（生物體本身的全部或部分保存）、模鑄化石（生物體在沉積物中留下的印模或鑄型）、遺跡化石（生物活動(dòng)留下的痕跡如足跡、洞穴等）和化學(xué)化石（生物體分解后留下的有機(jī)分子）。

化石的形成是一個(gè)極為且需要特定條件的過程，稱為化石化作用。當(dāng)生物死亡后，其遺骸迅速被沉積物覆蓋，避免被風(fēng)化破壞或被其他生物攝食。在埋藏后，生物組織經(jīng)歷一系列物理化學(xué)變化：軟組織通常分解消失，而硬體部分如骨骼、貝殼等通過礦物置換（有機(jī)質(zhì)被礦物質(zhì)取代）或碳化（有機(jī)質(zhì)揮發(fā)留下碳膜）等方式保存下來。這一過程可能需要數(shù)百萬年時(shí)間，且需要穩(wěn)定的地質(zhì)環(huán)境。只有極少數(shù)生物個(gè)體能夠終成為化石，據(jù)估計(jì)，地球上曾經(jīng)存在過的物種中，只有不到1%留下了化石記錄。