Fosil dinosaurus—dan fosil kebanyakan makhluk hidup lainnya—biasanya ditemukan secara tidak sengaja, di tempat yang acak, dan tidak dideteksi dengan alat tertentu. Tidak seperti minyak bumi yang bisa dideteksi, biasanya paleontolog hanya mengacu pada lapisan-lapisan batuan yang tersingkap di permukaan untuk mencari tahu keberadaan fosil di sekitar tempat itu.
Meski begitu, beberapa kali paleontolog berusaha mencari fosil dengan alat-alat tertentu, yang biasanya sudah lebih dulu diaplikasikan di bidang keilmuan lain. Salah satu yang sudah pernah diuji coba dan berhasil adalah menggunakan GPR (Ground Penetrating Radar).
GPR menggunakan gelombang elektromagnetik berfrekuensi rendah yang dipancarkan melalui antena yang bersebelahan dengan receiver, yang menembus tanah lalu menampilkan citra.
Metode ini pertama digunakan pada tahun 1988 untuk mencari fosil mamalia Pleistosen, dan terbukti berhasil. Setelahnya, beberapa kali kemudian di tahun-tahun sebelumnya, metode ini juga digunakan untuk mencari fosil dinosaurus.
Meski begitu, karena metode ini masih punya keterbatasan, paleontolog belum mengembangkannya secara maksimal untuk pencarian fosil. Mereka masih mengandalkan pencarian secara manual di situs-situs (formasi) yang sudah dikenal.
Lebih banyak fosil yang ditemukan secara tidak sengaja, misalnya fosil salah satu dinosaurus terbesar, Argentinosaurus.
Ditemukan tahun 1987 di Argentina oleh seorang petani yang awalnya mengira fosil betis Argentinosaurus adalah fosil batang pohon. Paleontolog lantas berdatangan ke lokasi yang dilaporkan, dan segera menggali area di sekitarnya untuk menemukan lebih banyak tulang yang tercecer.
Contoh yang lebih baru adalah pada 21 Maret 2011, ketika para pekerja di sebuah tambang pasir di Kanada menemukan fosil dinosaurus ketika sedang mengeruk tanah menggunakan eksavator. Menyadari alat berat mereka menyentuh sesuatu yang aneh, para pekerja melapor ke Museum Royal Tyrell.
Pihak paleontolog sadar bahwa para pekerja baru saja menyingkap temuan baru. Selama empat belas hari berikutnya, mereka berjuang mengeluarkan fosil dari tanah, memplesternya, dan mengangkutnya ke museum untuk dipisahkan dari lapisan batuan yang menyelubunginya.
Fosil tersebut lantas diberi nama Borealopelta, yang sampai saat ini merupakan salah satu—kalau bukan yang nomor satu—fosil dinosaurus yang terawetkan paling baik.
Bahkan, fosil paling terkenal dari dinosaurus paling terkenal, yaitu spesimen Tyrannosaurus yang diberi nama Sue, mungkin tidak akan ditemukan jika mobil penemunya, Susan Hendrickson, bannya tidak bocor saat melewati tebing di Hell Creek pada 12 Agustus 1990.
Karena ban bocor itulah dia sempat mengamati lingkungan sekitar, dan menyadari bahwa ada potongan tulang mirip tengkorak dinosaurus yang mencuat dari lapisan tanah di sebuah tebing.
Jadi begitulah. Sampai saat ini belum ada alat yang secara luas digunakan menjadi patokan paleontolog untuk mencari fosil.