指相化石（facies fossil）是能够明确指示生物生存时自然地理环境的化石类型，通过生物对环境敏感性特征恢复古环境。这类化石可反映特定沉积相信息，其组合差异较沉积物更显著，常见于海相地层分析的放射虫丰度与珊瑚、腕足类等海洋生物化石的分布研究中。腕足动物舌形贝作为典型指相化石，现代种穴居于滨浅海潮间带，通过'将今论古'原理指示古环境。寒武纪早期舌形贝营表栖固着生活，至中奥陶世完成穴居生活演化并达到壳体形态多样性高峰。奥陶纪地层中保存有垂直原位化石及其穿层遗迹，其壳体形态多样性在奥陶纪末期和二叠纪末期大灭绝事件中受影响最为显著。

指相化石能够明确反映某种特定环境条件，是恢复古环境的重要证据。因为不同沉积相所含的化石组合也不相同，而生物对其生活环境变化的反映远较沉积物明显，所以指相化石是自然地理环境最好的指示者。

放射虫的面貌、丰度和分异度可反映环境。

现代的珊瑚、腕足类、棘皮动物等都是只生活在海洋中的生物，如果在地层中找到这类化石，也就可以推断含有这些化石的地层是在海洋中形成的海相地层。