1. 实体化石：这是指生物体本身部分或全部被保存下来的化石。按保存方式有这样一些类型，一是树脂保存，这主要是琥珀一类的化石，被保存的对象主要是古节肢动物；二是坑沼保存，如陷入泥炭沼和沥青坑的动物，被保存的对象主要是古陆生脊椎动物；三是冰冻保存，这类化石相对比较年轻，如西伯利亚冻土中的一些第四纪大型古脊椎动物；四是石化作用。
2. 模铸化石：这是指生物体在底质、围岩、填充物中留下的印模和复铸物。细分起来又有这样一些类型，一是印痕化石，二是印模化石，三是铸型化石，四是复型化石，究竟属于哪一种主要看化石与其围岩的关系。
3. 遗迹化石：是指因古生物活动在底质沉积物表面或内部留下的痕迹和遗物，如动物的足迹、抓痕、爬痕、挖掘的洞穴，也包括诸如卵、动物的粪便、胃石等化石。从更为广泛的角度看，这类化石还应当包括古人类活动的劳动工具和文化遗物等。
4. 化学化石：指古生物体虽没保存下来，但那些组成生物的有机成分经分解后形成各种有机物（氨基酸、脂肪酸等）却被保留在岩层中，从而可根据这个判断某古生物的存在。
其次，根据化石的尺寸可将化石分为大化石、微体化石和超微化石。