笔石是笔石动物的化石。笔石动物是一类从共通茎管系统连续规则出芽的海生群体动物，多为浮游生活，部分固着于海底，于寒武纪出现，于石炭纪已绝灭。笔石动物群体很可能是通过有性、无性的先后两种生殖方式产生的。笔石最早是由分类学家林奈于1735年创立的类化石属“Graptolithus”演变而来，意为“笔在岩石中书写的痕迹”。笔石化石一般大小为几厘米，已知报道的最大笔石体长达1.45米。
这些笔石通常保存于黑色页岩中，在砂岩、灰岩中偶有保存。笔石化石的常见保存方式有3种，即碳质薄膜压扁保存、黄铁矿化半立体保存、三维立体孤立保存。
我国对笔石化石及生物地层的研究起步较晚。
1924年，我国古生物学家孙云铸描述了山东上寒武统的一种树形笔石，就此揭开中国笔石的研究序幕；而中国笔石的系统研究工作则始于1931年孙云铸的《中国含笔石地层》；两年后，他的《中国奥陶纪及志留纪笔石》问世，这是我国首部笔石专著；翌年，古生物学家许杰的《长江下游之笔石化石》出版，对中国笔石的研究起了奠基作用。
一代笔石巨擘穆恩之先生全面推动了我国笔石的系统性研究工作，并在国际笔石研究工作中夺得一席之地。
由于笔石很多属种演化速度快，地层延限短，且全球广布，因此，常用于早古生代地层的划分和对比。在野外工作中，笔石工作者仅需通过一个10倍的放大镜，即可进行快速现场鉴定，准确判断地层年代，框定地层框架，进而为各生产部门提供宝贵的指导意见。在过去几年，中国的页岩气勘探与开发获得了一系列重要突破。
开采页岩气，不但需要高端的钻井技术，更需要精准的黑色页岩地层层位标定，其中生物地层标定是钻井现场最快速、精准的方法，可以直接指导打钻至精准的页岩气层位。而笔石化石在中石油、中海油等生产部门的非常规油气勘探工作中，起着不可替代的黄金卡尺作用。未来，我国科学家将继续利用所掌握的科学技能，致力于支持非常规油气勘探中的页岩气项目，使看似非常基础的古生物门类研究，在国家能源资源勘探中大显身手。