恐龙残体如牙齿和骨骼化石是人们最熟悉的化石，这些都被称之为体躯化石；至于恐龙的遗迹（包括足迹、巢穴、粪便或觅食痕迹）也有可能形成化石保存下来，这些则被称为生痕化石。这些化石是我们研究恐龙的主要依据，据此可以推断出恐龙的类型、数量、大小等。恐龙的骨骼和牙齿等坚硬部分是由矿物质构成的。矿物质在地下往往会分解和重新结晶，变得更为坚硬，这一过程被称为“石化过程”。随着上面沉积物的不断增厚，遗体越埋越深，最终变成了化石。
恐龙死后，身体中的软组织因腐烂而消失，骨骼及牙齿等硬体组织沉没在泥沙中，处于隔氧环境下，经过几千万年的沉积作用，骨骼完全石后保存。此外恐龙生活时的遗迹，如脚印、恐龙蛋等因时间也可以石化成化石保存下来。当恐龙死去并很快地被沉积物或水下泥沙所覆盖时，石化过程就开始了。这些沉积物中含有细小的颗粒，会在尸体表面形成一层松软的覆盖物。这些松软的覆盖物可保护动物尸体免受食腐动物的侵袭，也可隔绝氧气，抑制微生物的分解。
