V geologii je petrifikace, petrifikace nebo silicifikace proces, kterým se organický materiál přeměňuje na kámen impregnací oxidem křemičitým. Jedná se o vzácnou formu zkamenění. Nejznámějším výsledkem tohoto procesu je zkamenělé dřevo, ale zkamenět mohou všechny organismy od bakterií po obratlovce.
Hlavní složkou buněčných stěn dřeva je celulóza. Za určitých podmínek se oxid křemičitý váže na celulózu; když krystalizuje, zachovává mikroskopickou strukturu dřeva i poté, co je celulóza pryč.
Zkamenění není totéž co permineralizace. Permineralizované živočišné nebo rostlinné zbytky mají svůj původní pórový prostor vyplněný minerály. Při petrifikaci, zatímco pórový prostor je vyplněný minerály, původní materiál organismu je také nahrazen minerály.