许多古代有机体被沉积物掩埋之后，其最坚硬的部分被矿物溶液取代而得以保存下来，这一过程称之为完全矿化。这种矿物溶液通常来自地下水的渗滤，多孔的骨头和甲壳的渗润，其中含有的矿物质在细微的孔隙中和孔缝中沉积下来。这样产生的化石过程叫石化作用，因为它已确确实实变成了石头。这种矿物质使有机体的坚硬部分变得更坚硬了，更能抵抗风化以及其它毁灭性的力量。这样长期保存下来的化石可以称之为“石化木”、“石化骨”等等。

　　硅石、方解石及许多铁的化合物就是这样的石化矿物，当然已知的石化矿物还有很多。石化木是这样保存下来的石化矿物中最为常见的。一段木头被沉积物掩埋之后，即被循环的地下水浸润，水充满了所有的空隙和孔道，水中含有矿物质，通常是二氧化硅。结果完全矿化了的植物重量增加了，耐蚀性也增加了。