Dans certaines conditions, et sur une très longue période, les sédiments se compactent et se cimentent en roches sédimentaires. Les fossiles sont plus fréquents dans certains types de roches sédimentaires que dans d’autres. De nombreux facteurs peuvent contribuer à la probabilité qu’un organisme soit préservé sous forme de fossile. Les fossiles sont plus fréquents dans les calcaires. En effet, la plupart des calcaires sont constitués en partie ou en majorité de coquilles d’organismes. Parfois, cependant, les coquilles sont tellement usées qu’elles ressemblent à des grains de sédiments plutôt qu’à de « vrais » fossiles. Les fossiles sont également fréquents dans les schistes, qui se forment à partir de boues. D’excellents fossiles à empreintes peuvent être formés dans des sédiments à grain fin comme les boues. Cependant, seuls certains schistes contiennent des fossiles, car de nombreuses zones du plancher océanique boueux présentaient des conditions qui n’étaient pas propices à la vie animale. Dans ce cas, seuls les organismes nageurs ou dérivants qui meurent et tombent dans la boue ont une chance de se fossiliser. Bien que cela se produise, c’est un phénomène très rare. Certains grès contiennent également des fossiles. La plupart des grès ne contiennent pas de fossiles, pour diverses raisons. Les courants d’eau dans l’environnement peuvent avoir été trop forts pour que les animaux puissent survivre. En outre, les sables sont très poreux, de sorte que l’eau qui s’infiltre dans le sable pourrait avoir dissous les coquilles bien avant que le sable ne soit enterré et transformé en grès.