Etimološko je paleontologija beseda, sestavljena iz treh grških izrazov: palaios (starodavni), ontos (biti) in logotipi (razprava, študija). Ker jo razumemo kot znanost, ki preučuje rastlinska in živalska bitja iz preteklih obdobij ali pred sedanjo, ki temelji na njihovih fosilnih ostankih.
V sedimentnih kamninah so običajno ostanki živih bitij iz drugih obdobij. Ta bitja so se korenito spremenila v svoji naravi, saj so izgubila skoraj vse, včasih pa tudi popolnoma živalske ali rastlinske snovi, ki jih je nadomestila druga mineralna ali anorganska snov. Ta operacija je bila narejena s tako popolno natančnostjo, da bitja ohranjajo ne samo obliko in videz, temveč tudi najmanjše podrobnosti svoje organizacije.
Paleontologija je temeljna veda na področju geologije in biologije, predstavlja enega najbogatejših virov informacij o zgodovini življenja; Njegove študije ponujajo tudi veliko informacij o drugih vidikih zgodovine Zemlje, kot so geološki dogodki, geografske spremembe, ki so se zgodile skozi čas, podnebja, ki so obstajala, starost plasti zemeljske skorje in starodavno sedimentno okolje..
Na začetku 19. stoletja, ko so bila vzpostavljena osnovna načela sodobne geologije, resnična narava fosilov ni bila znana. Pri določanju njene uporabe pri relativnem datiranju slojev zemeljske skorje in utrditvi njene uporabnosti pri določanju starodavnih sedimentnih okolij se je paleontologija utrdila kot formalna znanost.
Glede na to, kako široko in raznoliko je področje paleontologije, morate črpati iz tehnik in znanja iz drugih znanosti, pri čemer uporabljate metode kemijske in fizikalne analize ter matematične in statistične analize. Paleontologija podpira in se opira na stratigrafijo, sedimentologijo, petrografijo, zoologijo, botaniko, genetiko, embriologijo, ekologijo, sistematiko ali katero koli drugo področje, ki bolje razume fosile.
Paleontologija deli področje raziskovanja na različne discipline, kot so paleobiologija, paleobotanika, paleozoologija (razlikuje se v paleontologiji nevretenčarjev in paleontologiji vretenčarjev), stratigrafska paleontologija (biostratigrafija), biokronologija, paleoekologija, paleogeografija in paleobiogeografija.
Obstoj fosilov zmanjšane velikosti je bil naklonjen videzu mikropaleontologije, ki se ukvarja s fosiliziranimi oblikami, ki predstavljajo mikroskopski značaj.
