Етимолошки, палеонтологија је реч састављена од три грчка израза: палаиос (древни), онтос (бити) и логос (расправа, студија). Подразумева се као наука која проучава биљна и животињска бића из прошлих периода или пре садашњег, а која се заснива на њиховим фосилним остацима.
У седиментним стенама обично постоје остаци живих бића из других епоха. Ова бића су претрпела радикалне промене у својој природи, изгубивши готово све, а понекад и потпуно, животињске или биљне материје, које су замењене другим минералима или неорганским материјама. Ова операција изведена је са таквом потпуном тачношћу да бића не задржавају само облик и изглед, већ и најмање детаље своје организације.
Палеонтологија је основна наука из области геологије и биологије, представља један од најбогатијих извора информација о историји живота; Његове студије такође пружају велику количину информација о другим аспектима историје Земље, попут геолошких догађаја, географских промена које су се десиле током времена, климе која је постојала, старости слојева земљине коре и древних седиментних средина..
Почетком 19. века, када су успостављени основни принципи савремене геологије, права природа фосила није била позната. При утврђивању његове примене у релативном датирању слојева земљине коре и назирући његову корисност у одређивању древних седиментних средина, Палеонтологија се учврстила као формална наука.
С обзиром на то колико је палеонтологија широка и разноврсна, требате да се ослањате на технике и знања из других наука, користећи методе хемијске и физичке анализе као и математичку и статистичку анализу. Палеонтологија подржава и ослања се на стратиграфију, седиментологију, петрографију, зоологију, ботанику, генетику, ембриологију, екологију, систематику или било коју другу област која боље разуме фосиле.
Палеонтологија дели своје поље истраживања на различите дисциплине, као што су палеобиологија, палеоботаника, палеозоологија (разликује се у палеонтологији бескичмењака и палеонтологији кичмењака), стратиграфска палеонтологија (биостратиграфија), биохронологија, палеоекологија, палеогеографија и палеобиогеографија.
Слично томе, постојање фосила смањене величине погодовало је настанку микропалеонтологије која се бави фосилизованим облицима који представљају микроскопски карактер.
