古生物学是研究地质时代中的生物及其发展的科学。古生物学全面地研究了古代生物的形态、分类、生活方式、生存条件和地史分布等，古生物学还阐明了生物进化发展的基本途径和规律。
古生物学的研究对象是从岩层中发掘出来的化石。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，就能解释古代生物中的各类问题。古生物学研究中最著名的就是验证大陆漂移学说。另外，由于不同的自然地理环境生活着不同的生物，也沉积着不同的沉积物，通过对其中化石的研究，可推断当时的古地理和古气候，而且有些矿产，如煤、石油等的形成与生物密切相关，通过研究可了解这些矿产的成因。