Etymologicky je paleontologie slovo složené ze tří řeckých výrazů: palaios (starověký), ontos (bude) a logos (pojednání, studie). Být chápán jako věda, která studuje rostlinné a živočišné bytosti z minulých období nebo před současným obdobím, která je založena na jejich fosilních pozůstatcích.
V sedimentárních horninách jsou obvykle zbytky živých bytostí z jiných epoch. Tyto bytosti prošly radikální změnou v jejich povaze, protože ztratily téměř všechny a někdy i úplně živočišnou nebo rostlinnou hmotu, která byla nahrazena jinou minerální nebo anorganickou hmotou. Tato operace byla provedena s tak naprostou přesností, že si bytosti zachovávají nejen tvar a vzhled, ale i nejmenší detaily své organizace.
Paleontologie je základní věda v oblasti geologie a biologie, je jedním z nejbohatších zdrojů informací o historii života; Jeho studie také poskytují velké množství informací o dalších aspektech historie Země, jako jsou geologické události, geografické změny, ke kterým v průběhu času došlo, existující podnebí, stáří vrstev zemské kůry a starověké sedimentární prostředí..
Na počátku 19. století, kdy byly stanoveny základní principy moderní geologie, nebyla známa skutečná podstata fosilií. Při určování její aplikace v relativním datování vrstev zemské kůry a zahlédnutí její užitečnosti při určování starověkého sedimentárního prostředí se paleontologie upevnila jako formální věda.
Vzhledem k tomu, jak široká a rozmanitá je oblast paleontologie, je třeba čerpat z technik a poznatků z jiných věd, s využitím metod chemické a fyzikální analýzy i matematické a statistické analýzy. Paleontologie podporuje stratigrafii, sedimentologii, petrografii, zoologii, botaniku, genetiku, embryologii, ekologii, systematiku nebo jakoukoli jinou oblast, která lépe rozumí fosiliím a spoléhá se na ni .
Paleontologie rozděluje své pole výzkumu na různé obory, jako je paleobiologie, paleobotanika, paleozoologie (liší se paleontologií bezobratlých a paleontologií obratlovců), stratigrafická paleontologie (biostratigrafie), biochronologie, paleoekologie, paleogeografie, paleobiogeografie a paleoychologie.
Podobně existence zkamenělin zkrácené velikosti upřednostnila vznik mikropaleontologie, která se zabývá zkamenělými formami, které představují mikroskopický charakter.
