古生物学是研究古地质时代中的生物及其发展的科学。对古代生物的形态、分类、生活方式、生存条件和地史分布等进行研究。

研究对象

化石：通过对化石的考察，配合对含化石岩层的了解以及其他一些有关地质问题的研究，以解释古代生物中的各类问题。著名的有验证大陆漂移学说。

主要分支

古植物学

古植物学是一门研究地球历史上植物的形态、构造、分类、分布以及演化关系，是植物学和古生物学的分支学科。古植物学通过对植物化石的收集、研究和解释，得出植物的进化过程，同时还能够重塑古环境。

植物化石

植物化石的保存方式通常有三种：印痕化石、压型化石和石化：

印痕化石是植物遗体留在岩石上的印痕，是植物体在未固结的沉积物上经过复杂的物理化学作用下的结果。

压型化石也称煤化遗体，是植物的茎、叶在沉积物中被压实而呈扁平状态的化石。如果植物尚未形成煤层的话，则压型化石常和印痕化石同时存在。

石化指植物的组织完全或部分的被矿物质所取代，使细胞结构完整的保存下来。

古动物学

古动物学是专门研究生活在远古时代的动物结构，与生存状态的学科。其研究主要通过化石（FOSSIL）这种远古时期动物遗留在地层中的痕迹来进行，研究对象包括动物的足迹和遗迹化石，如洞穴和粪便等。

古生态学，研究古生物与环境关系；

古生态学（Palaeoecology）是研究地史时期生物之间，古代生物的生活习性和生活环境的古生物学分支学科，应用生态概念研究化石群落与其环境间的相互作用。基本假设是在以往的地质时期的动物和植物其生活条件本质上和现存的近亲相同。化石群落的生态学研究内容包括了建立动物群落和植物群落的目录，这些生物体相对繁殖的估计，对它们的进食（营养）关系的一些解释。基本上这些事与任何生态学的研究是一致的。

古生物化学

古生物地理学

古生物化石学

学说

基本上至今所有的古生物学说都属于假设

方法

实地考察是一种重要的研究方法，从古代生物（包括动植物）的化石等方面了解当时的地球情况。