在自然環境中，花草樹木的死亡或其枝幹葉片老化、受外力衝擊等而剝離脫落，很快就會產生腐朽消失，這是因為受到菌類與腐生動植物破壞。若掩埋週遭環境條件能抑制腐生生物之繁殖，例如在水底淤泥中的缺氧環境、酷寒冰天雪地的凍土中或在乾燥沙漠中堆積，則死亡的植物體或其脫落的器官便有機會保存下來。形成化石必須有埋藏條件，不同的環境和沉積過程會導致化石以不同的保存型式留存。大多數的植物化石都是埋藏在沉積岩中，也就是說植物的碎片通常是在有沉積物堆積的地區成為化石的。植物化石可能是植物體上的任何部位，如葉片、莖幹、表皮、種子、孢粉、甚至植物的印痕；而在特殊環境下形成的煤炭，在某種程度上也算植物化石。