首先，并不是恐龙身体的各个部分都能成为化石，只有恐龙体内的硬体部分，主要是骨骼和牙齿成为化石的可能性较大，硬体的成分不同，它们保存下来的难易程度也不同，越硬就越容易保存下来。恐龙的骨骼和牙齿的主要成分是一种磷灰石，非常坚硬，所以非常容易保存下来。
由于地壳运动，恐龙被越埋越深，并且周围的土或沙粒逐渐被压实，有些熔点低的小颗粒融化了，泥沙就变成了岩石。由于地下的温度很高，恐龙硬体或骨骼的成分就会发生某些变化：首先是恐龙的软体很快被溶解了，恐龙骨骼和周围的围岩通过高渗进行成分交换，就像我们腌咸鸭蛋一样，盐通过蛋壳上的微细孔进入鸭蛋内使鸭蛋变咸，地下水的所挟带的矿物质也会与恐龙骨骼内的有机质进行交换。使骨骼的成分彻底发生改变，由于这种交换是在分子水平上进行的，所以经过长时间的物质交换，恐龙骨骼内的成分和周围的岩石趋于一致，可是形状却保存了骨骼的形状。科学家们把这种由生物骨骼经过石化过程变成的“石头”叫做化石。
