Фосси́лии (лат. fossilis — ископаемый, окаменелость в палеонтологии) — ископаемые остатки организмов или следы их жизнедеятельности, относящиеся к прежним геологическим эпохам.
Фоссилии предоставляют важную информацию об организмах эпохи своего образования. Их можно обнаружить при раскопках или они обнажаются в результате эрозии. Существуют методы анализа, позволяющие приблизительно определить время их образования или консервации.
Изначально существовало мнение, что отпечатки, часто похожие на разных живых существ, а не только на раковины, были узорами, которые сформировались во время образования самих пород в результате некоего таинственного влияния звезд или Луны. Первое известное мнение о геологическом происхождении окаменелостей высказал Леонардо да Винчи. В начале XVI в. он отмечал в своей записной книжке[1]:
Мнение о том, что эти раковины были созданы и продолжают непрерывно создаваться в местах, подобных этим, силами местной природы или силой небес... не может возникнуть в мозге, обладающем хоть сколько-нибудь заметной способностью к рассуждению.
Фоссилии обычно представляют собой остатки (не путать с человеческими останками) или отпечатки животных и растений, сохранившиеся в почве, камнях, затвердевших смолах. Довольно часто таким образом сохраняются только твёрдые части тела животного — раковины, зубы, кости, которые нередко замещаются минеральным веществом. Мягкие же ткани разлагаются, однако по результатам их взаимодействия с окружающим материалом (изменению формы или химического состава) иногда можно судить о мягких тканях окаменевшего организма. К фоссилиям относят также законсервированные следы, например, ног организма на мягком песке, глине или грязи.
Под фоссилиями могут пониматься любые несовременные остатки или следы живых организмов, однако часто этот термин применяется в более узком смысле для обозначения лишь тех остатков и следов, которые встречаются в доплейстоценовых отложениях и прошли процесс фоссилизации[2]. Такие остатки и следы также называют окаменелостями[2][3].