ซากดึกดำบรรพ์ หรือ บรรพชีวิน หรือ ฟอสซิล (อังกฤษ: fossil) คำว่า ฟอสซิล มีความหมายเดิมว่า เป็นของแปลกที่ขุดขึ้นมาได้จากพื้นดิน แต่ในปัจจุบันถูกนำมาใช้ในความหมายของซาก หรือร่องรอยของสิ่งมีชีวิตดึกดำบรรพ์ที่ถูกแปรสภาพด้วยกระบวนการเกิดซากดึกดำบรรพ์ และถูกเก็บรักษาไว้ในชั้นหิน โดยอาจประกอบไปด้วยซากเหลือของสัตว์ พืช หรือกลุ่มของสิ่งมีชีวิตอื่นใดๆที่ได้รับการจัดแบ่งจำแนกไว้ทางชีววิทยา และรวมถึงร่องรอยต่างๆของสิ่งมีชีวิตนั้นๆ

ที่มาภาพ : https://ampa401.wordpress.com/2013/09/17/4-2-ซากดึกดำบรรพ์/

ซากดึกดำบรรพ์มีหลายชนิด อาจเป็นสิ่งที่มีความคงทนยากต่อการทำลาย เช่น ฟัน กระดูก หรือ เปลือก แต่ในบางสภาวะ อาจมีการเก็บรักษาซากสัตว์ทั้งตัวให้คงอยู่ได้ เช่น ช้างแมมมอท ที่ไซบีเรีย
การเปลี่ยนแปลงจากซากสิ่งมีชีวิตมาเป็นซากดึกดำบรรพ์นั้น เกิดได้ในหลายลักษณะ โดยที่เมื่อสิ่งมีชีวิตตายลง ส่วนต่างๆของสิ่งมีชีวิตจะค่อยๆถูกเปลี่ยน ช่องว่าง โพรง หรือรู ต่างๆในโครงสร้างอาจมีแร่เข้าไปตกผลึกทำให้แข็งขึ้น เรียกกระบวนการนี้ว่าการกลายเป็นหิน (petrification) หรือ เนื้อเยื้อ ผนังเซลล์ และส่วนแข็งอื่นๆ ถูกแทนที่ด้วยแร่ โดยกระบวนการแทนที่ (replacement)
เปลือกหอยหรือสิ่งมีชีวิตที่จมอยู่ตามชั้นตะกอน เมื่อถูกละลายไปกับน้ำบาดาล จะเกิดเป็นรอยประทับอยู่บนชั้นตะกอน ซึ่งเรียกลักษณะนี้ว่า รอยพิมพ์ (mold) หากว่าช่องว่างนี้มีแร่เข้าไปตกผลึก จะได้ซากดึกดำบรรพ์ ในลักษณะที่เรียกว่ารูปหล่อ (cast)
การเพิ่มคาร์บอน (carbonization) มักเป็นการเก็บรักษาซากดึกดำบรรพ์จำพวกใบไม้หรือสัตว์เล็กๆ ในลักษณะที่มีตะกอนเนื้อละเอียดมาปิดทับซากสิ่งมีชีวิต เมื่อเวลาผ่านไป ความดันที่เพิ่มขึ้น ทำให้ส่วนประกอบที่เป็นของเหลวและก๊าซถูกขับออกไป เหลือไว้แต่แผ่นฟิล์มบางๆของคาร์บอน หากว่าฟิล์มบางๆนี้หลุดหายไป ร่องรอยที่ยังหลงเหลืออยู่ในชั้นตะกอนเนื้อละเอียดจะเรียกว่า impression
สิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่มีลักษณะบอบบาง เช่นพวกแมลง การเก็บรักษาให้กลายเป็นซากดึกดำบรรพ์ โดยปกติทำได้ยาก วิธีการที่เหมาะสม สำหรับสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ ก็คือการเก็บไว้ในยางไม้ ซึ่งยางไม้นี้จะป้องกันสิ่งมีชีวิตเหล่านี้จากการทำลายโดยธรรมชาติ
นอกจากที่กล่าวมาทั้งหมดแล้ว ซากดึกดำบรรพ์ยังอาจเป็นร่องรอย ที่เกิดจากสิ่งมีชีวิต เช่น ร่องรอยของสิ่งมีชีวิต รอยคืบคลาน รอยตีน ที่อยู่ในชั้นตะกอนและกลายเป็นหินในระยะเวลาต่อมา หรืออาจเป็นช่อง รู โพรง (burrows) ในชั้นตะกอน ในเนื้อไม้ หรือในหินที่เกิดจากสิ่งมีชีวิต และมีแร่ไปตกผลึกในช่องเหล่านี้ มูลสัตว์หรือเศษอาหารที่อยู่ในกระเพาะ (coprolites) เป็นซากดึกดำบรรพ์ ที่มีประโยชน์ในการบอกถึงนิสัยการกินของสัตว์นั้นๆ หรืออาจเป็นก้อนหินที่สัตว์กินเข้าไป (gastroliths) เพื่อช่วยในการย่อยอาหาร และสามารถเป็นแบบอย่างได้

การศึกษาเกี่ยวกับซากดึกดำบรรพ์เป็นวิชาที่เรียกว่า บรรพชีวินวิทยา หรือ โบราณชีววิทยา วิชานี้เกี่ยวข้องกับวิชาธรณีวิทยามาก เนื่องจากสามารถช่วยให้นักธรณีวิทยาทราบอายุของชั้นหินบางชนิดว่ามีความเก่าแก่มากน้อยเท่าใดและจัดอยู่ในยุคหรือสมัยใด เนื่องจากแต่ละยุคแต่ละสมัยจะมีสิ่งมีชีวิตแตกต่างกันไปตามวิวัฒนาการของมันและการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อม ซากดึกดำบรรพ์ที่นำมาศึกษาแบ่งออกเป็น 4 กลุ่มใหญ่ ๆ คือ
1. ซากดึกดำบรรพ์สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง ส่วนใหญ่เป็นสัตว์ที่อาศัยอยู่ในทะเล เช่น ฟองน้ำ ปะการัง หอยกาบคู่ หอยกาบเดี่ยว เม่นทะเล รวมทั้งแมลงชนิดต่าง ๆ ซึ่งไม่ได้อาศัยอยู่ในทะเลด้วย
2. ซากดึกดำบรรพ์สัตว์มีกระดูกสันหลัง ได้แก่ ปลา สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ สัตว์เลื้อยคลาน นก และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม
3. ซากดึกดำบรรพ์พืช มีทั้งพืชน้ำและพืชบกชนิดต่าง ๆ
4. ร่องรอยสัตว์ดึกดำบรรพ์ เช่น รอยเท้าหรือแนวทางเดิน รูหรือรอยชอนไช มูลของสัตว์ที่ปรากฏให้เห็นอยู่ในชั้นหิน

แหล่งซากดึกดำบรรพ์ที่มีอายุเก่าแก่ที่สุดในประเทศไทยอยู่ที่เกาะตะรุเตา จังหวัดสตูล เป็นซากดึกดำบรรพ์สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง มีอายุราว 500 - 470 ล้านปีมาแล้ว ส่วนแหล่งซากดึกดำบรรพ์ที่มีอายุใหม่มาก คือ แหล่งซากหอยนางรมยักษ์ วัดเจดีย์หอย จังหวัดปทุมธานี มีอายุเพียง 5,500 ปี เท่านั้น แหล่งซากดึกดำบรรพ์ที่มีชื่อเสียงและเป็นที่รู้จักกันดีในประเทศไทย มี 3 แห่ง คือ

สมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี
เสด็จฯ ไปทอดพระเนตรแหล่งที่พบซากไดโนเสาร์ ที่ อ.ภูเวียง จ.ขอนแก่น ใน พ.ศ. ๒๕๓๒

1. แหล่งซากไดโนเสาร์ภูเวียง อำเภอภูเวียง จังหวัดขอนแก่น ได้พบซากไดโนเสาร์ทั้งประเภทกินพืชและกินเนื้อ รวม 3 ชนิด ที่ถือว่าเป็นต้นแบบของโลกและตั้งชื่อเพื่อใช้ในการอ้างอิงได้ ชนิดแรกเป็นไดโนเสาร์กินพืชขนาดใหญ่มีชื่อว่า ภูเวียงกอซอรัส สิรินธรนี (Phuwiangosaurus sirindhornae) ซึ่งเป็นชื่อที่ได้รับพระราชทานพระราชานุญาตจากสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯสยามบรมราชกุมารี อีก 2 ชนิด เป็นไดโนเสาร์กินเนื้อชื่อว่า ไซแอมอซอรัส สุธีธรไน (Siamosaurus suteethorni) และ ไซแอมอไทรันนัส อีสานเอนซิส (Siamotyrannus isanensis) จะเห็นได้ว่าทั้ง 3 ชื่อ มีชื่อภูมิศาสตร์ของประเทศไทยเป็นคำประกอบอยู่ด้วย คือ ภูเวียง สยาม และอีสาน ทั้งนี้เป็นการยืนยันว่าซากไดโนเสาร์ทั้ง 3 ชนิด ได้พบในประเทศไทยเป็นแห่งแรกของโลก

แหล่งรอยเท้าไดโนเสาร์ที่ภูแฝก กิ่ง อ.นาคู จ.กาฬสินธุ์

2. สุสานหอยแหลมโพธิ์ อำเภอเมืองฯ จังหวัดกระบี่ มีลักษณะเป็นแผ่นหินปูนหนาระหว่าง 0.05 - 1.0 เมตร มีเปลือกหอยขมน้ำจืดจำนวนมากทับถมกันและเชื่อมประสานติดกันเป็นแผ่นวางซ้อนกันคล้ายลานซีเมนต์อยู่ที่บริเวณริมหาดเป็นแนวยาวประมาณ 2 กิโลเมตร จากการศึกษาตรวจสอบพบว่าชั้นสุสานหอยนี้มีอายุราว 37-33.5 ล้านปี มาแล้ว

สุสานหอยแหลมโพธิ์ ต.ไสไทย อ.เมืองฯ จ.กระบี่ อายุประมาณ 75 ล้านปี

3. แหล่งไม้กลายเป็นหิน อำเภอบ้านตาก จังหวัดตาก อยู่ในเขตป่าสงวนแม่สลิด-โป่งแดง มีลำต้นของไม้ที่กลายเป็นหินขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 1.8๘ เมตร ยาว 20 เมตรเศษ มีอายุประมาณ 800,000 ปี จัดว่าเป็นซากดึกดำบรรพ์พืชประเภทไม้กลายเป็นหิน (Petrified wood) ซึ่งมีขนาดใหญ่ที่สุดที่พบในประเทศไทย

ซากดึกดำบรรพ์ในประเทศไทย แหล่งซากดึกดำบรรพ์อายุเก่าแก่ที่สุดในประเทศไทย อยู่ที่เกาะตะรุเตา จ.สตูล

    https://th.wikipedia.org/wiki/ซากดึกดำบรรพ์  
    http://www.trueplookpanya.com/knowledge/content/60070/-env-