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アンモナイトの化石珪化木（木の化石）植物の化石
化石（かせき、英語: Fossil、ギリシャ語：απολ?θωμα）とは、地質時代に生息していた生物が死骸となって長く残っていたもの、もしくはその活動の痕跡を指す。
多くは、古い地層の中の堆積岩において発見される。化石の存在によって知られる生物のことを古生物といい、化石を素材として、過去の生物のことを研究する学問分野を古生物学という。
古生物として、
堆積物として、
の二重の性格を併せもっている。
でき方と産出状況モールド状（左）とカスト状（右）のウニ化石バージェス頁岩中のアノマロカリスティラノサウルスの骨格標本詳細は「en:Taphonomy
化石は、過去の生物の遺骸や遺跡が何らかの形で地層の中から発見されたものである。腐敗から化石化までのメカニズムなどを研究する学問をタフォノミーという。この用語は、古生物学のイワン・エフレーモフが1940年に作った用語である。タフォノミーには、生物堆積論と化石続成の大きく2分野がある[1]。
遺骸が地層にとじ込められたのち、肉などの軟質部は通常、化学変化により失われる。したがって化石には動物の骨や殻、歯などの固い組織の部分を主として、それらが鉱物に置換されて残っているものが多いが、木の葉や恐竜をはじめとする動物の皮膚や羽毛の型が残っているもの、貝などの内部が鉱物で充填されたものもある。形状的には、凸型（雄型、石膏型形状）のものを「カスト」、凹型（雌型、鋳型形状）を「モールド」と呼ぶ。また、軟体性生物あるいは生物における軟質部が酸素の少ない泥に閉じ込められたバージェス頁岩のような例もまれに見つかる。
また、鉱物に置換されていない例として、炭化した植物、琥珀（こはく）に取り込まれた昆虫、シベリアで発掘された生体に近いマンモス、新しい時代では貝殻がそのまま化石になるなどの例もある。2005年、アメリカでティラノサウルスの大腿骨から柔軟性を残した血管や骨細胞が発見され、どのくらい組織が残されているか注目されている[2]。二足歩行の足跡が見つかったエチオピアの「ルーシー」（レプリカ）完全な頭部ののこる始祖鳥の化石（ベルリン標本）
生物体それ自体だけでなく生物活動の跡（遺跡）も生痕化石といわれ、化石の一種とされる（足跡、這い跡、巣穴など）。
