保存在地层中的化石不仅可以用来鉴定地质时代，在环境及古地理分析中也具有重要的意义。由于生物的生存依赖于环境，因此可以根据生物的类别、丰度（古生物化石个体的数量）、分异度（古生物化石属种的多少）、保存状况判别其生活环境，进而判别沉积环境和占地理类型。·
生物的类别是识别环境，包括水介质的盐度、水深、温度及能量等的重要标志。如珊瑚类、头足类、棘皮类等只能生存在正常盐度的海水中，而腹足类、双壳类、介形类等既可在海水中生活，也可在淡水湖泊中生活；造礁珊瑚、蓝藻、绿藻、红藻等主要生活在水深20m以内的浅水区，而头足类、放射虫、有孔虫则从浅水到深水均可生存。一些阔叶的植物主要生活在热带，而有的植物仅见于温带或温凉气候条件下，具有生长年轮，如松柏类。
生物的丰度和分异度也可敏感地反映介质的物理化学条件。在温暖、浅水、动荡、富氧及水质清洁的海域，生物大量繁殖，因此生物丰度和分异度高；而在水体局限或滞流的深水、静水、贫氧、水质混浊的水体中，生物发育困难，因此生物丰度和分异度均较低。
生物化石的保存状态可以反映介质的动力状态。在动荡浅水条件下，生物难以原地保存，仅保存化石碎片；而在深水和静水地带，化石多呈原地甚至原位保存，化石保存完好。化石的定向排列可以推断水体的流动方向。除遗体化石外，遗迹化石也可以用于恢复沉积环境。根据遗迹化石及生物扰动强度可以判别海水的相对深度，进而解释沉积环境。
古生物化石作为大自然留下的宝贵遗产,对其进行保护具有重要的意义。
(1)工业生产和日常生活使用的煤、石油和天然气实际就是一类古生物化石。此外,化石对于寻找矿产资源意义重大,保护古生物化石就是为人类留存一把打开地下宝库的钥匙。
(2)古生物化石是重塑地球历史的最重要证据,对地球历史阶段的划分主要依据生物的发展演变历程。正因为不同地质历史阶段的化石面貌不同,于是有了冥古宙、元古宙、古生代、中生代和新生代等这样的地质时代概念。
(3)通过研究化石,人类能够了解地质历史时期的环境面貌,掌握地球环境演变的规律,预测地球环境未来演变的趋势。因此,如果将地球的历史比喻成一本史书,那么,古生物化石就是书中精彩的文字,保护古生物化石就是保留地球珍贵的史籍。
(4)古生物化石是不可多得的科普教材。用古生物化石进行科普宣传和教育是使人们正确认识和了解地球上所有生物生存、发展、消亡规律的最好教材。通过对地质历史时期生命的坎坷演化历程的学习,人们能够更好地珍惜和保护当代绿色地球家园。
(5)古生物化石的保护和管理是带动地区经济发展,培育新的经济增长点的有效途径。一些形态美观的古生物化石可以制作成工艺品,具有极高的收藏和观赏价值。在目前方兴未艾的奇石市场中,古生物化石占有重要的地位。一些重要的古生物化石产地可作为旅游资源开发建设。因此,保护古生物化石就是保护大自然创造的艺术,保护人类的风景和财富。
(6)古生物化石是不可再生的自然资源,我国是古生物化石大国,千姿百态的化石不仅是我们的物质财富,更是一笔巨大的精神财富,为我国赢得了荣誉和国际地位。在2000年举办的当年世界100个重大发现评选中,我国有3个发现入选,全部为古生物化石。此外,近年中国人在国外顶尖学术期刊(如《自然》、《科学》等)上发表的文章不多,而这些发表的文章中古生物学的文章所占比例很大。可以说,我国的古生物学家在自然科学的奥运赛场上为祖国赢得了奖牌。因此,保护古生物化石就是保护国家的荣誉。
