Етимологично палеонтологията е дума, съставена от три гръцки термина: palaios (древен), ontos (да бъде) и logos (трактат, изследване). Разбираемо като наука, която изучава растителните и животинските същества от миналите периоди или предишните до настоящия, която се основава на фосилните останки от тях.
В седиментните скали обикновено има останки от живи същества от други епохи. Тези същества са претърпели радикална промяна в природата си, като са загубили почти всички, а понякога и напълно, животински или растителни вещества, които са заменени от друга минерална или неорганична материя. Тази операция е направена с такава пълна точност, че съществата запазват не само формата и външния вид, но и най-малките детайли от своята организация.
Палеонтологията е основна наука в областта на геологията и биологията, тя представлява един от най-богатите източници на информация за историята на живота; Неговите проучвания също така предоставят голямо количество информация за други аспекти от историята на Земята, като геоложки събития, географски промени, настъпили с течение на времето, съществуващ климат, възраст на слоевете на земната кора и древни седиментни среди..
В началото на 19 век, когато са установени основните принципи на съвременната геология, истинската природа на вкаменелостите не е била известна. При определяне на приложението му при относителното датиране на пластовете на земната кора и прозрение за неговата полезност при определянето на древни седиментни среди, палеонтологията се консолидира като формална наука.
Като се има предвид колко широка и разнообразна е областта на палеонтологията, трябва да се възползвате от техники и знания от други науки, като използвате химически и физически методи за анализ, както и математически и статистически анализ. Палеонтологията подкрепя и разчита на стратиграфия, седиментология, петрография, зоология, ботаника, генетика, ембриология, екология, систематика или всяка друга област, която има по-добро разбиране за вкаменелостите.
Палеонтологията разделя своята област на изследване на различни дисциплини, като палеобиология, палеоботаника, палеозоология (тя се различава по безгръбначни палеонтология и палеонтология на гръбначни животни), стратиграфска палеонтология (биостратиграфия), биохронология, палеоекология, палеогеография, палеобиогеография.
По същия начин съществуването на вкаменелости с намален размер благоприятства появата на микропалеонтология, която се занимава с вкаменени форми, които представляват микроскопичен характер.
