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. Això inclou l'estudi de fòssils, petjades i nius, fems fossilitzats 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, de les relacions entre aquests i amb el seu entorn, de la seva distribució espacial i migracions, de les extincions, dels processos de fossilització o de la correlació i datació de les roques que els contenen.
La paleontologia permet entendre l'actual composició i distribució dels éssers vius sobre la Terra -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 al conjunt de la biosfera.