在地质学上化石也有着重要的意义。
①有些化石，其特征显著、延续时间较短而分布范围较广,并且数量多而较易发现,常常可以作为划分对比地层的重要依据。这些化石被称为标准化石；
②不同的生物或生物组合中，有些对生活环境、生存的自然地理条件有较严格的要求。
根据这些生物所形成的化石往往可以相当准确地推断出当时各地的环境条件。这种化石被视为指相化石。以上两种化石也可以笼统称为标志化石；
③在地层学中可以用来作为划分最小地层单位的生物带的依据的化石称为带化石；
④有些化石延续时间很长，被称为持久化石，相关的生物叫做进化缓慢型生物；
⑤1933年中国学者马廷英在前人对现代珊瑚工作的基础上，首先提到古生代四射珊瑚外壁上有反映气候季节变化的生长线。
1963年美国古生物学家J。W。威尔斯根据古生代珊瑚的生长纹、生长带的数目，计算出当时一年的天数和每天的小时数，和一年的月数等。这些化石被人们称为古生物钟或化石钟。
