Un fossile (dérivé du substantif du verbe latin fodere : fossile, littéralement « qui est fouillé ») est la trace plus ou moins minéralisée d’un ancien organisme vivant ou de son activité passée, ou bien son simple moulage, conservés dans une roche sédimentaire. Il peut s’agir de restes plus ou moins bien conservés de l’organisme lui-même (ossements, dents, feuilles, mycélium, biofilms, etc.), ou d’empreintes laissées par ce dernier (empreintes de pas ou de peaux/téguments, moulages externes naturels (ambre, par exemple), terriers, stromatolithes, coprolithes, etc.). Les fossiles et les processus de fossilisation sont principalement étudiés dans le cadre de la paléontologie, mais aussi dans ceux de la géologie, de la préhistoire humaine et de l’archéologie.

Suivant les espèces et les périodes, les fossiles peuvent être de différentes qualités et plus ou moins abondants. Comparativement au nombre des êtres vivants morts, le processus de fossilisation reste rare, les conditions de la fossilisation étant rarement réunies. De ce fait, les témoignages  qu’apportent les fossiles sur plus de trois milliards d’années d’évolution de la vie sur Terre sont lacunaires, sauf cas exceptionnel (fossilisation intégrale d’un périmètre et d’une biocénose à la suite de coulées sédimentaires sous-marines ou volcaniques pyroclastiques, par exemple). Jusqu’ici, plusieurs dizaines de milliers d’espèces de fossiles ont été identifiées, sachant qu’une espèce de fossile ne correspond pas forcément au phénotype d’une espèce biologique disparue, mais peut n’être qu’un juvénile, une variété, une forme larvaire, une exuvie, un œuf ou une trace de déplacement d’une même espèce vivante.

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