La plupart des modes de fossilisation transforment les tissus ou cellules (organiques) en minéraux, ce qui fait que l'ADN n'y est plus présent. Cependant, si la fossilisation se produit par inclusion (notamment dans la glace, le permafrost, les sédiments lacustres et marins, ou éventuellement l'ambre), l'ADN, bien que dégradé, y est en général encore présent pendant au moins quelques centaines de milliers d'années. Il est cependant difficile à analyser car fortement fragmenté et modifié dans sa structure (en particulier au travers d'un processus de dégradation post-mortem appelé désamination).