Fosilna skupina je galaktični sistem, v katerem so se nekatere ali vse sestavne galaksije združile v eno samo eliptično galaksijo. To telo ima maso in svetilnost rentgenskih žarkov, primerljivo z vsoto njegovih komponent, in je obdano z oblakom vročega plina, ki se razteza na več galaktičnih polmerih. Vsi člani sistema, ki se ne absorbirajo, so običajno oddaljeni in imajo veliko manjšo velikost kot prevladujoči člen. Domneva se, da so ti sistemi nastali v zelo daljni preteklosti in predstavljajo zadnjo stopnjo evolucije za galaktično skupino, od tod tudi izraz “fosil”.
Večina galaksij, vključno z Rimsko cesto, je del lokalne skupine. V najbolj kompaktnih skupinah so galaksije dovolj blizu, da predvidevajo, da bo gravitacija povzročila njihovo končno združitev v eno telo, središče v haloju temne snovi. To je snov, ki ne oddaja ali odbija sevanja, ampak jo je mogoče zaznati z njenimi gravitacijskimi učinki. Prisotnost temne snovi se sklepa iz ogromnih oblakov plina, ki oddajajo visoke ravni rentgenskega sevanja, ki običajno obdaja te sisteme. Takšen proces naj bi tvoril fosilno skupino v nekaj milijardah let.
Opravljena so bila opazovanja galaktičnih skupin, za katere se zdi, da so v procesu oblikovanja fosilne skupine. To je okrepilo idejo, da je to skupni rezultat za sisteme določene gostote in edina metoda tvorbe fosilnih skupin. Nadaljnje raziskave so pokazale dokaze o nastajanju fosilov v manj gosto poseljenih sektorjih. Poleg tega so bile proučene ogromne fosilne skupine, ki ne bi mogle biti posledica običajnih modelov dinamičnega trenja v znanem življenju vesolja.
Najbolj množično znano skupino fosilov so preučevali z uporabo rentgenskih vesoljskih observatorijev XMM-Newton in Chandra ter zemeljskih infrardečih teleskopov. Njegova eliptična galaksija je 500 milijard krat svetlejša od sonca, ima maso več kot 300 bilijonov sončnih mas in sedi v haloju pregretega plina s premerom treh milijonov svetlobnih let. Glede na sprejeto stališče o oblikovanju fosilnih skupin struktura te velikosti ne bi smela biti možna v času, ki je na voljo.
Predlagana je bila alternativna teorija tvorbe, kjer se učinki dinamičnega trenja, ki delujejo na telesa, ki se gibljejo po krožnih orbitah okoli središča mase, nadomesti z asimetričnim modelom. Če maso potegnemo proti središču vzdolž filamentov ali niti podobnih galaktičnih struktur, lahko znane sile nastanejo veliko hitreje. Podobnosti med eliptičnimi galaksijami fosilnih skupin in svetlimi galaksijami v velikih kopicah kažejo na drug proces oblikovanja. Končni proces nastajanja fosilnih skupin bi lahko bil začetna faza oblikovanja skupin grozdov.