Etimološki, paleontologija je riječ sastavljena od tri grčka izraza: palaios (drevni), ontos (biti) i logos (rasprava, studija). Podrazumijevajući se kao znanost koja proučava biljna i životinjska bića iz prošlih ili prethodnih razdoblja, a koja se temelji na njihovim fosilnim ostacima.
U sedimentnim stijenama obično postoje ostaci živih bića iz drugih razdoblja. Ta su bića pretrpjela radikalne promjene u svojoj prirodi, izgubivši gotovo sve, a ponekad i potpuno, životinjske ili biljne tvari, koje su zamijenjene drugim mineralima ili anorganskim tvarima. Ova je operacija izvedena s takvom potpunom točnošću da bića ne zadržavaju samo oblik i izgled, već i najmanje detalje svoje organizacije.
Paleontologija je temeljna znanost iz područja geologije i biologije, predstavlja jedan od najbogatijih izvora informacija o povijesti života; Njegova proučavanja također pružaju veliku količinu informacija o drugim aspektima povijesti Zemlje, poput geoloških događaja, zemljopisnih promjena koje su se dogodile tijekom vremena, klime koja je postojala, starosti slojeva zemljine kore i drevnih sedimentnih okoliša..
Početkom 19. stoljeća, kada su uspostavljeni osnovni principi moderne geologije, prava priroda fosila nije bila poznata. Pri utvrđivanju njegove primjene u relativnom datiranju slojeva zemljine kore i nazirući njegovu korisnost u određivanju drevnih sedimentnih okoliša, Paleontologija se učvrstila kao formalna znanost.
S obzirom na to koliko je paleontologija široko i raznoliko, trebate se oslanjati na tehnike i znanja iz drugih znanosti, koristeći metode kemijske i fizikalne analize kao i matematičku i statističku analizu. Paleontologija podupire i oslanja se na stratigrafiju, sedimentologiju, petrografiju, zoologiju, botaniku, genetiku, embriologiju, ekologiju, sistematiku ili bilo koje drugo područje koje bolje razumije fosile.
Paleontologija svoje područje istraživanja dijeli na različite discipline, poput paleobiologije, paleobotanike, paleozoologije (razlikuje se u paleontologiji beskičmenjaka i paleontologiji kralježnjaka), stratigrafskoj paleontologiji (biostratigrafija), biokronologiji, paleoekologiji, paleogeografiji, paleobiogeografiji.
Isto tako, postojanje fosila smanjene veličine pogodovalo je nastanku mikropaleontologije koja se bavi fosiliziranim oblicima koji predstavljaju mikroskopski karakter.
