实体化石是动植物的实体化石。实体化石的数量最多,有动物的骨骼、牙齿、甲壳、贝壳,植物的茎、叶、华、果等。因长期埋藏于地下,使原来的物质成分与地下水溶液中的钙、硅、硫化物等发生化学交换作用,从而变成硬体。有的动、植物残骸烙印在柔软的沉积物表面,经过成岩作用而留下印痕、铸模或薄膜痕迹。在能够避开空气氧化作用和细菌腐蚀作用的特别适宜的情况下,有些生物的遗体能够比较完好地保存而没有显著的变化。例如,西伯利亚发现的一些保存在冻土里的曾经生存在2万5千年前的第四纪的猛犸象,不仅骨骼保存完整,而且皮肤、体毛、血肉、甚至胃里的食物都保存完好。在波兰的斯大卢尼发现的曾经在1万年前不甚掉入沥青湖中的披毛犀的整体化