每一块化石都告诉我们它所发现的岩石的年代，而索引化石是告诉我们最多的。索引化石（也称为关键化石或类型化石）是用来定义地质时期的化石。

索引化石的特征

一个好的指标化石有四个特点：独特、广泛、丰富，且地质时代有限。因为大多数含化石的岩石形成于海洋中，所以主要的指示化石是海洋生物。这就是说，某些陆地生物在年轻的岩石和特定区域是有用的。

兴衰生物

任何一种生物都可能是独特的，但并不是很多都是普遍存在的。许多重要的指示化石都是以浮卵和婴儿阶段开始生命的生物体，这使它们能够利用洋流在世界上繁衍生息。其中最成功的物种变得丰富，但与此同时，它们成为最容易受到环境变化和灭绝影响的物种。因此，他们在地球上的时间可能被限制在很短的时间内。这种繁荣和萧条的特征是最好的指数化石的来源。

三叶虫，硬壳无脊椎动物

考虑三叶虫，它是一种非常好的化石，它在海洋的所有地方都有古生代岩石。三叶虫是一类动物，就像哺乳动物或爬行动物一样，这意味着该类中的个体物种有明显的差异。三叶虫在其存在期间不断进化出新的物种，从中寒武世到二叠纪末期，持续了2.7亿年，或者说几乎整个古生代。因为它们是流动的动物，所以它们倾向于居住在大的，甚至是全球性的地区。它们也是硬壳无脊椎动物，因此很容易成为化石。这些化石足够大，不用显微镜也能研究。

这种类型的其他索引化石包括菊石、海百合、皱纹珊瑚、腕足动物、苔藓动物和软体动物。美国地质调查局提供了一份更详细的无脊椎动物化石清单（仅提供科学名称）。

小化石或显微化石

其他主要的指示化石是微小的，是世界海洋中浮游生物的一部分。因为它们体积小，所以很方便。它们甚至可以在小块岩石中发现，如井筒岩屑。因为它们微小的身体遍布海洋，所以它们可以在各种岩石中找到。因此，石油工业大量使用索引微体化石，并通过基于笔石、镰刀菌纲、硅藻和放射虫的各种方案对地质时间进行了非常详细的分解。

海底的岩石在地质学上是年轻的，因为它们不断地被俯冲并再循环到地幔中。因此，超过2亿年的海洋指数化石通常在曾经被海洋覆盖的陆地上的沉积地层中发现。

陆相岩石

对于陆地上形成的陆生岩石，区域或大陆索引化石可能包括进化迅速的小型啮齿动物，以及地理范围广泛的大型动物。这些构成了省级时间划分的基础。

定义年龄、时代、时期和时代

索引化石用于地质时间的正式架构中，用于定义地质时间尺度的年龄、时代、时期和时代。这些分区的一些边界由大规模灭绝事件定义，如二叠纪-三叠纪灭绝。这些事件的证据可以在化石记录中找到，只要主要物种群在地质上短时间内消失。

相关的化石类型包括特征化石（属于某个时期但没有定义它的化石）和引导化石（帮助缩小时间范围而不是确定时间范围的化石）。