Fossilien sind Überreste von tierischen oder pflanzlichen Lebens aus erdgeschichtlicher Zeit. Die Erde entstand vor etwa 4,5 bis 5 Milliarden Jahren. Im Laufe der folgenden Jahrmillionen entwickelte sich über Vorgänge, die bis heute nicht endgültig wissenschaftlich geklärt sind, zunächst einzelliges Leben. Pflanzen und Tiere fanden ihren ersten Lebensraum in den Meeren. Später eroberten die Organismen in langsamen Stufen auch das Festland als Lebensraum. Aus dem Präkambrium, der Zeit vor mehr als 570 Millionen Jahren, sind relativ wenige Reste des damaligen Lebens überliefert. Erst aus der folgenden Zeit kennen wir viele Fossilien.
Von den Lebensformen vergangener Zeiten werden in der Regel nur Hartteile wie Schalen, Gehäuse oder Skelette versteinert oder als Abdruck im Gestein überliefert. Die Prozesse der Versteinerung sind vielgestaltig und nur wenige Lebewesen können beim Zusammentreffen vieler günstiger Umstände versteinert werden. So ist der Fund eines vollständigen und gut erhaltenen Fossils schon eine große Seltenheit. Einzigartige Funde, also Funde von großer wissenschaftlicher Bedeutung, sind äußerst selten.
Fast immer sind nur Hartteile von fossilen Lebewesen erhaltungsfähig. Diese sind sehr selten in ihrer ursprünglichen Substanz erhalten. Oft wird die ehemalige Substanz durch eine andere ersetzt. In beiden Fällen bleibt das Fossil körperlich erhalten. Häufig hinterlässt ein Organismus auch nur einen Hohlraum, der seinen Körper nachzeichnet. Gelegentlich ist auch nur die Sedimentfüllung eines Gehäuses erhalten. Auch Bewegungsspuren von Lebewesen können versteinert werden.
In Westfalen-Lippe finden sich Gesteine vom Ordovizium bis zum Quartär, das heißt: Gesteine aus den erdgeschichtlichen Epochen seit ca. 500 Millionen Jahren.
