Fosilio estas objekto el antaŭa geologia epoko elfosita de homo(j) aŭ nudigita de erozio aŭ abrazio. Fosilioj donas gravajn informojn pri la tempo de sia ekesto, ekzemple pri tiamaj bestoj kaj plantoj. Ili ankaŭ ebligas eltrovi la proksimuman aĝon de la stonaĵo, en kiu ili konserviĝis.
Ili estas restaĵoj (ekz. ostoj, dentoj, ŝeloj, konkoj, karapacoj, ungoj, ktp.) aŭ postsignoj (ekz. spuroj, muldaĵoj, piedsignoj) de vivantaj estaĵoj. Ili estas normale trovataj en sedimentaj roktavoloj.
La unuan verkon pri fosilioj verkis la greko Ksenofano en 500 a.K., sed nur en la 18-a jarcento ekis la sciencaj studoj pri ili.