Los fósiles nos permiten clasificar y correlacionar las formaciones sedimentarias distribuidas por todo el mundo. En esta tarea son útiles los Fósiles Guía que han logrado una distribución geográfica muy amplia a pesar de su muy breve existencia. Ej.: El amonite del género Arnioceras nos indica el Sinemuriano y el gasterópodo de la especie Turritella woodsi indica el Eoceno Superior.

Tienen valor evolutivo porque registran las modificaciones producidas en los organismos a través del tiempo, haciendo posible en algunos establecer la FILOGENIA de algunos grupos del reino animal. Ej.: Los Anthracosauria son anfibios con formas muy semejantes a los reptiles en cuanto a su estructura del esqueleto; de este grupo surgieron los primeros reptiles.

Los fósiles también nos informan sobre las condiciones de la geografía física en épocas pasadas tales como la existencia de ríos, lagos y mares en lugares donde no los hay.

Tienen valor paleoecológico porque nos proporcionan datos sobre la existencia de diferentes condiciones climatológicas en períodos geológicos anteriores. Así las palmeras, tortugas y cocodrilos encontrados en el Terciario de Inglaterra prueban la existencia de un clima subtropical. Las colonias de corales encontradas en Cerro de Pasco, Arequipa, etc. nos indican la existencia de un mar antiguo en el período Jurásico, donde reinaba un clima cálido.

Tienen importancia económica, pues participan en la formación de rocas de importancia industrial tales como el petróleo, el carbón, la caliza, la diatomita, bancos calcáreos (travertinos), etc.