La paleontologia és la disciplina basada en el mètode científic que estudia el desenvolupament de la vida sobre la Terra, de plantes i animals antics, basant-se en el registre fòssil, evidència de la seva existència que s'ha conservat en fòssils.[1] Això inclou l'estudi de fòssils, petjades i nius (icnofòssils), fems fossilitzats (copròlits) i residus químics.
Entre els seus objectius hi ha, a més de la reconstrucció dels éssers vius pretèrits, l'estudi del seu origen, dels seus canvis en el temps (evolució i filogènia), de les relacions entre aquests i amb el seu entorn (paleoecologia, evolució de la biosfera), de la seva distribució espacial i migracions (paleobiogeografia), de les extincions, dels processos de fossilització (tafonomia) o de la correlació i datació de les roques que els contenen (bioestratigrafia).
La paleontologia permet entendre l'actual composició (biodiversitat) i distribució dels éssers vius sobre la Terra (biogeografia) -abans de la intervenció humana-; ha aportat proves indispensables per a la solució de dues de les més grans controvèrsies científiques del passat segle, l'evolució dels éssers vius i la deriva dels continents, i, de cara al nostre futur, ofereix eines per a l'anàlisi de com els canvis climàtics poden afectar el conjunt de la biosfera.