野外采集化石时，应结合地质勘查工作进行，一般应选择地质构造简单和较为完整的地层剖面，按岩层生成顺序由下而上进行。
在详细记录每一岩层的岩性、产状、接触关系、厚度及一些特殊的无机因素标志（波痕、干裂、雨痕等）的同时，逐层采集化石并按层序编录，指出化石在剖面中的位置。
化石必须在剖面露头上采集，脱离剖面露头以外的转石中所采的化石只供参考，借以追溯到化石的原产地，不要把转石中的化石编录在剖面的位置上，以免产生混淆。
化石在岩层中的分布常不均匀，有时集中在个别层位，甚或不大的透镜体中，要细心观察以免遗漏重要的化石层位。采集时各门类化石均应尽量收集，数量要多，包括完整的化石、特征明显的碎片以及外模和内核等标本。在采集时还应注意各类化石数量的比例，分布状况（均匀或集中）、保存程度、排列方位、生活遗迹等资料。
每一化石标本均应附有标签，记录编号、产地层位等，并妥为包装运回室内。