Về mặt từ nguyên, Cổ sinh vật học là một từ gồm ba thuật ngữ tiếng Hy Lạp: palaios (cổ đại), ontos (hiện hữu), và logo (luận thuyết, nghiên cứu). Được hiểu là khoa học nghiên cứu về thực vật và động vật từ thời kỳ quá khứ hoặc trước đó đến thời kỳ hiện tại, dựa trên các di tích hóa thạch của chúng.
Trong đá trầm tích thường có hài cốt của các sinh vật sống từ các thời đại khác. Những sinh vật này đã trải qua một sự thay đổi căn bản về bản chất của chúng, mất đi gần như tất cả, và đôi khi hoàn toàn, vật chất động vật hoặc thực vật, được thay thế bằng một chất khoáng hoặc chất vô cơ khác. Hoạt động này được thực hiện với độ chính xác hoàn toàn đến mức các sinh vật bảo tồn, không chỉ hình dạng và bề ngoài, mà còn là các chi tiết nhỏ nhất trong tổ chức của họ.
Cổ sinh vật học là một ngành khoa học cơ bản thuộc lĩnh vực Địa chất và Sinh học, nó là một trong những nguồn thông tin phong phú nhất về lịch sử sự sống; Các nghiên cứu của ông cũng cung cấp một lượng lớn thông tin về các khía cạnh khác của lịch sử Trái đất như các sự kiện địa chất, những thay đổi địa lý xảy ra theo thời gian, các vùng khí hậu đã tồn tại, tuổi của các lớp vỏ trái đất và môi trường trầm tích cổ đại..
Vào đầu thế kỷ 19, khi các nguyên tắc cơ bản của địa chất hiện đại được thiết lập, bản chất thực sự của hóa thạch vẫn chưa được biết đến. Khi xác định ứng dụng của nó trong việc xác định niên đại tương đối của các tầng của vỏ trái đất và nhìn thoáng qua tính hữu ích của nó trong việc xác định các môi trường trầm tích cổ đại, Cổ sinh vật học đã trở thành một ngành khoa học chính thức.
Với lĩnh vực cổ sinh học rộng lớn và đa dạng như thế nào, bạn cần phải dựa trên các kỹ thuật và kiến thức từ các ngành khoa học khác, sử dụng các phương pháp phân tích hóa học và vật lý cũng như phân tích toán học và thống kê. Cổ sinh vật học hỗ trợ và dựa vào địa tầng học, trầm tích học, thạch học, động vật học, thực vật học, di truyền học, phôi học, sinh thái học, hệ thống học hoặc bất kỳ lĩnh vực nào khác có thể hiểu rõ hơn về hóa thạch.
Cổ sinh vật học phân chia lĩnh vực của mình nghiên cứu vào lĩnh vực khác nhau, chẳng hạn như paleobiology, paleobotany, palaeozoology (nó khác ở chỗ không xương sống cổ sinh vật học và cổ sinh vật học có xương sống), địa tầng cổ sinh vật học (sinh địa tầng), biochronology, palaeoecology, cổ địa lý học, cổ địa lý học, và palaeoychnology.
Tương tự như vậy, sự tồn tại của các hóa thạch có kích thước nhỏ hơn đã tạo điều kiện thuận lợi cho sự xuất hiện của vi cổ sinh vật học, chuyên nghiên cứu các dạng hóa thạch thể hiện một đặc tính cực nhỏ.
