恐龙的骨骼和牙齿等坚硬部分是由矿物质构成的。矿物质在地下往往会分解和重新结晶，变得更为坚硬，这一过程被称为“石化过程”。随着上面沉积物的不断增厚，遗体越埋越深，最终变成了化石。许多化石都保存在沉积岩中，除此之外，冷却的溶岩表面的化石足迹也有可能保存下来。
水、风或人类的活动都会导致蕴藏化石的岩石出露。侵蚀中的悬崖和河岸都是寻找化石的好地点。因人类活动而使化石露出的地点，通常包括采石场、路边和营建工地。
在发现恐龙化石的埋藏地点后，考古人员就要把化石挖掘出来。起初那些零星的小化石可能只需要一个人花上几分钟的时间，但如果是要将大块化石从坚硬的岩石中起出，就需要大批人员费时数星期或数月，侵蚀中的悬崖和河岸都是寻找化石的好地点动用各种机械工具才能完成。
恐龙化石的发现是研究恐龙最关键的一步。所以在寻找化石时，需要先对各种沉积岩以及它们的地质年代有所了解。可以让人们了解恐龙的生活方式、食物、成长和行动方式等，并且得知恐龙的进化谱系。
