微体化石是指小型需要用显微镜来观察与研究的化石。微体化石的类型包括微小生物的内、外骨骼、大型生物的微小胚胎，或足以代表大型生物的骨骼小片段等。

至于一些形体更小，需要显微镜才能观察研究的化石则被称为超微化石。

 

    有些微体化石因其分布广泛、数量庞大且生存时代短，可做为所谓的指準化石（index fossils）；在地层年代的对比上非常有用。有些微体化石能作为古环境的指标，有助于古生态学的研究。另外因微体化石数量丰富，通常一小块岩样即能得到许多化石样本，所以也是研究外型演化的好材料。

    常见的微体化石包括有放射虫、有孔虫、介形虫、牙形石等。放射虫及有孔虫都属于原生生物；放射虫会分泌矽质的外壳，有孔虫则分泌钙质或胶结沉积物形成它的外壳。介形虫是一类甲壳动物，具有两瓣似软体动物的外壳。牙形石的分类不明，一般认为它是一类已经绝灭的海生动物的骨骼或器官所形成的微小化石，因其外形很像某些鱼类的牙齿或环节动物的颚器，故名牙形石。这些坚硬的小壳及骨骼很容易随沉积物保存下来，成为化石。

 

    含微体化石的岩样除了采自野外地层的露头，也可取自钻井得到岩心；这些岩样在经过不同的处理后，便能获得其中所含的微体化石，成为古生物学家研究的材料。