Paleontoloji dünya üzerinde ki fosilleri veri alarak dünya yaşamının geçmişini, tarihini yazmak amacı taşıyan bilim dalına denir. Geçmişte yaşamış olan canlıları kavramaya ve canlıları anlamaya çalıştığı için biyoloji alanı, tarihsel olarak gelişimini incelediğinden ve dünyanın tarihini inceleyip kavramaya çalıştığından dolayı Tarihsel jeoloji, ekoloji, coğrafya, biyoloji ve evrim ile yakından bağlantılıdır. Paleontoloji aynı zamanda taşılbilim ve fosil bilim olarak da bilinir.
Geçmişte yaşayan varlıkların, canlıların çeşitleri, yaşama biçimleri, geçirdikleri gelişmeleri, yaşadıkları ortamları, coğrafik olarak dağılışlarını ve dünya üzerine yayılmalarını inceleyen araştıran bilim dalıdır. Bu bilim dalında ki ilk araştırmalar Leonardo da Vinci tarafından yapılmıştır. Leonardo da Vinci mısırdan getirilen kireçtaşında ki nummulitesleri görmesiyle ilk çalışmalar başlamıştır ve bu çalışmada Da Vinci bunun bir organizma kalıntısı olduğunu anlamıştır.
-Paleontoloji bilimiyle uğraşan kişiye de Paleontolog denir.
-Paleontoloji iki çeşitte incelenmektedir.
Bunlardan biri Makropaleontoloji diğeri ise mikropaleontolojidir. Makro paleontoloji mikroskobik aletlerle incelenmeyen, büyük fosilleri araştıran alt daldır. Mikropaleontoloji ise mikroskopla incelenebilen küçük, çıplak gözle görülemeyen fosilleri inceleyen alt daldır.
Paleontoloji aynı zamanda çalışmalarıyla jeolojiye de yardımcı olmaktadır.