Prin paleontologie se înțelege știința care se ocupă cu studiul complex al organismelor fosile animale și vegetale descoperite în sedimentele scoarței terestre. În general, vorbim despre animale și plante extincte, care au trăit pe Pământ în epocile anterioare celei actuale, așa încât cercetările paleontologice au o importanță deosebită pentru a înțelege evoluția vieții și schimbările la care aceasta a fost supusă până acum.
Ca știință, paleontologia este strâns legată de geologie, deoarece studiază fosilele conservate în depozitele sedimentare ale scoarței terestre, necesitând cunoștințe aprofundate în acest domeniu, dar și de biologie, datorită formelor străvechi de viață pietrificate, a căror analiză relevă informații despre cum funcționau organismele și cum erau influențate de mediu și de alți factori.
Fosilele există într-o gamă variată, de la urme ale părților din animale sau plante pietrificate până la urme ale activității acestora (excremente, adăposturi) sau chiar insecte prinse captive în rășini și astfel conservate. Munca paleontologilor este minuțioasă, fosilele fiind extem de sensibile la expunerea necorespunzătoare la actualele condiții de mediu.
În ultimii ani, paleontologia a început să beneficieze de aportul noilor tehnologii de analiză neinvazivă, iar noile descoperiri din domeniul medical (cum ar fi analiza ADN) duc la o evoluție constantă a nivelului de cunoștințe.
