[Lat. fossum, het opgegravene],
I. bn., in de aarde versteend en als zodanig aangetroffen;
II. zn., o. (-en),
1. rest van een voorhistorische plant of dier, die in afzettingsgesteenten kan worden teruggevonden: fossielen van morgen, met uitsterven bedreigde dieren;
2. (oneig., scherts.) persoon met zeer ouderwetse opvattingen.
Meestal zijn fossielen de harde skeletdelen. Ook de afdrukken in het gesteente, en latere opvullingen van holten die plantof dierresten na verdwijning kunnen hebben nagelaten (steenkernen) evenals sporen van activiteiten (boorgaten, voetsporen, e.d.) vallen onder het begrip fossiel. Dikwijls is de oorspronkelijke minerale samenstelling veranderd; omzettingen van kalk naar kwarts (verkiezeling) of omgekeerd (verkalking) komen dikwijls voor. Ook asfalt, ijs en hars (barnsteen) kunnen conserverend optreden. De studie van fossielen is de paleonthologie. Fossielen geven inlichtingen over de aard van het voorhistorische leven; anderzijds kunnen zij toegepast worden om de ouderdom van het gesteente waaruit zij verzameld zijn te bepalen.
De waarde van gidsfossielen voor correlatie over enige afstand is erg relatief, zodat vrijwel uitsluitend met fossiel-associaties en biozones wordt gewerkt, omdat fossielen vooral een faciës aanduiden. Nog levende planten en dieren, die in geologische tijdperken een veel grotere verbreiding hadden, worden wel als levende fossielen aangeduid. Voorbeelden hiervan zijn de kwastvinnige vis Latimeria chalumnae, de brughagedis, Sphenodon, en de boom Ginkgo biloba.
Lange tijd zijn fossielen beschouwd als ‘levenszaden’, of spelingen van de natuur. Pas in de late renaissance werden zij o.a. door Leonardo da Vinci en A. Agricola juist geïnterpreteerd. Het woord fossiel is waarschijnlijk van Agricola afkomstig. Het oudste belangrijke boek over fossielen is de in 1726 door J.B.A. Beringer geschreven Lithographia Wirceburgensis, mét beschrijvingen van in Zuid-Duitsland voorkomende fossielen.
Door een studentengrap waren tussen de afbeeldingen bizarre fossielvormen opgenomen. Vooral aan het eind van de 18e en tijdens de gehele 19e eeuw zijn fossielen op grote schaal verzameld en beschreven. De stortvloed van nieuwe gegevens over fossiele organismen leidde tot de conceptie van de organische evolutie, zoals deze later m.n. door C. Darwin is geformuleerd.