微变硬化石。一些生物遗体被沉积物掩埋后其软体被破坏，仅留下稍有变化的硬组织，如牙齿、贝壳、外骨骼等，至少已失去部分水分、有机质膜、色泽、光泽等。其中最大的变化应该是无脊椎动物硬壳中原来不稳定的三方晶系的文石，因温度压力升高而变为斜方晶系的方解石（在常压下经400℃文石变为方解石，经-40℃的低温方解石可变成文石）。这时化石的矿物组成成分不变，只是矿物颗粒的晶体结构变化，所以原来的生物结构仍保存完好。这类化石很多，如很多节肢动物的外骨骼、一些无脊椎动物的贝壳、钙质骨骼、脊椎动物的牙齿和孢子、花粉外壁及牙形石等。如果植物叶或叶状体被压在岩石中，则称为压型，如将化石取出，可以详细研究其细胞结构，如表皮、气孔、孢子囊等。
图为一块硅化木化石
生物遗体被掩埋后，经地下水、地层压力和增温等作用而形成的化石。
最常见的是硅化木，它是由二氧化硅交代了原来的细胞而形成的。其他矿物质如方解石、白云石、黄铁矿、赤铁矿等作为交代物而进行交换作用，被称为钙化、黄铁矿化和赤铁矿化作用。至于溶解速度大于交代速度时，则矿物质只能填入溶解后的空腔，而形成模铸化石。
硅化木化石有着很高的研究价值和观赏价值。我国新疆盛产硅化木化石，但近年来日益严重地遭到破坏性盗挖，损失惨重。
图为典型的水母印痕化石
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。无硬体生物如水母类、绝大多数的蠕虫类及植物叶子等酌遗体在岩石层面上所留下的痕迹称为印痕化石。例如前寒武系地层中的埃迪卡拉动物群就是印痕化石。具硬体动物与植物的茎等遗体在岩石中所留下的痕迹称印模化石，又可分外印型和内印型，典型的就是双壳类。铸型化石实由先为外质包裹后内因蚀化形成空洞再由其它物质填充而形成。而如果双壳类呈闭合状保存其内部软组织腐烂经填充后形成的便是内核化石，其外钙质溶蚀后经填充则形成外核化石，由多种情况交织形成的则属于复型化石。
遗迹化石
生物的遗迹与造迹生物的遗体在形成化石过程中，对环境条件的要求是不同的。如生活在沙层中的潜穴动物死亡后，软体腐烂，骨骸也会被地下水溶蚀而消失只剩下潜穴的遗迹。再如陆生脊椎动物和鸟类的遗体，常因暴露在地表而被风化消失，但其在水边浅滩行走时留下的足迹，则比较容易被保存下来形成化石。英格兰伍斯特郡中三叠纪地层未见脊椎动物化石，但却发现至少十四种爬行动物的足迹化石，故造迹生物的遗体化石与其遗迹化石通常不能同时保存在一起。
生活在不同环境中的生物，常常具有不同的行为习性，从而可以形成不同特征的活动遗迹，由于大多数的遗迹都是原地埋藏的，因此，遗迹化石对古沉积环境分析方面具有特殊意义。
微体化石
超微化石
