歷史上一些關(guān)鍵化石發(fā)現(xiàn)改變了我們對生命歷史的認知。始祖鳥化石作為早的鳥類之一，展示了羽毛和爬行類特征的結(jié)合，是進化論的經(jīng)典證據(jù)。提塔利克魚化石則記錄了魚類向四足動物過渡的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，具有類似手腕的結(jié)構(gòu)和簡單的肺。在中國發(fā)現(xiàn)的中華龍鳥等帶羽毛恐龍化石，填補了恐龍與鳥類之間的演化空白。

化石在確定地質(zhì)年代方面具有的作用。標準化石是那些生存時間短、分布廣泛的物種，可以標定地層年代。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)時期生物形態(tài)的變化，如從恐龍到鳥類的過渡化石，為進化理論提供了直接的證據(jù)。

化石也是重建古環(huán)境的鑰匙。通過分析化石組合和個體特征，科學(xué)家能推斷古代溫度、鹽度、水深等環(huán)境參數(shù)。例如，珊瑚化石的分布指示古氣候帶，植物葉片形態(tài)反映古降水模式。在資源勘探領(lǐng)域，某些微體化石是指示油氣儲層的良好標志。此外，化石在科學(xué)教育、博物館展示和文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)中也發(fā)揮著重要作用，激發(fā)公眾對自然歷史的興趣。

傳統(tǒng)化石研究方法包括野外采集、實驗室處理和形態(tài)學(xué)分析。古生物學(xué)家通過系統(tǒng)的地層調(diào)查和化石采集，獲取研究標本。在實驗室中，化石需要經(jīng)過精心修理（去除圍巖）、加固和復(fù)原。比較解剖學(xué)方法通過對比化石與現(xiàn)生生物的形態(tài)特征，推斷其分類位置和生物學(xué)特性。

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、遺跡或生命活動的其他證據(jù)。根據(jù)保存形式，化石可分為實體化石（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?；蜩T型）、遺跡化石（生物活動留下的痕跡如足跡、洞穴等）和化學(xué)化石（生物體分解后留下的有機分子）。

化石是保存在巖石中的古代生物遺骸、遺跡或印模，是地球46億年歷史中生命演化的直接證據(jù)。作為連接過去與現(xiàn)在的橋梁，化石記錄為我們提供了了解遠古生命形式、生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境條件的特窗口。從達爾文時代開始，化石就成為支持生物進化論的重要證據(jù)，并持續(xù)為現(xiàn)代演化生物學(xué)研究提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。