Karbon filmi fosilleri, karbonlaşma olarak bilinen bir işlemle oluşur; Bu işlem, ince bir karbon tabakası olarak, tipik olarak bir yaprak, tüy, kabuklu veya balık gibi canlıları korur. (dolayısıyla karbon filmi adı).
Sıkıştırma veya güçlü bir düşüş baskısı, genellikle karbon filmi fosillerinden sorumlu olmakla birlikte, bu kalıcı izlenimlerin nasıl yapıldığına dair tüm hikayeyi anlatmaz. Oluşum sürecinin sıkıştırma yönüne ek olarak, gelecekteki fosil organik maddesi, lipidlerin (yağların) polimerizasyonu ve hidrojen ve azot gibi bazik elementlerin uçuculaşması gibi süreçlerle yavaşça ayrışmakta ve değişmektedir. Sonunda, aslen yaprak, tüy veya hayvanın bir parçası olan organik malzemenin kütlesi çözülür ve arkasında sadece ince, siyah bir karbon tabakası kalır.
Kömürleşme, bu işlemin tamamında korunan fosillere atıfta bulunmak zorunda değildir. Bazı paleontologlar, herhangi bir karanlık, düz fosili karbonizasyon olarak belirtebilir, ancak tam olarak karbon filmi örneği olmayabilir. Gerçek karbon film fosilleri, bu fosillerin koyu rengine neden olan, bol miktarda bulunan bir mineral olan karbondan beslenerek kazanırlar.