Permineralisatie is een proces van fossilisatie waarbij minerale afzettingen inwendige afgietsels van organismen vormen.
Mineralen in water vullen de ruimtes in organisch weefsel. Dit proces geeft een beeld van zowel zachte als harde weefsels. Fossielen met permineralisatie zijn nuttig voor de studie van inwendige structuren, vooral van planten.
Water uit de grond, meren of oceanen sijpelt in de poriën van organisch weefsel en vormt daar een kristalafzetting met afgezette mineralen. Kristallen beginnen zich te vormen in de poreuze celwanden. Dit proces gaat door aan de binnenzijde van de wanden totdat de centrale holte van de cel, het lumen, volledig is gevuld. De celwanden zelf blijven intact rondom de kristallen. Permineralisatie verschilt van verstening in die zin dat het organisch materiaal alleen met mineralen wordt opgevuld en niet volledig wordt vervangen. Permineralisatie kan op verschillende manieren optreden:
