Paleontologi kan deles inn etter hvilkeorganismer man studerer:

• virveldyrpaleontologi – omvirveldyr, som for eksempeldinosaurer
• invertebratpaleontologi – omvirvelløse dyr, slik somtrilobitter ogmuslinger
• paleobotanikk – omplanter ogsopp
• palynologi – omsporer ogpollen
• mikropaleontologi – om organismer som man trengermikroskop for å studere,mikrofossiler

Paleoøkologi handler om å forstå samspill i naturen for lenge siden, ogtafonomi er studiet av hva som skjedde fra en organisme døde, ble fossilisert og gjenfunnet som fossil.Paleobiologi kan skilles ut som et eget felt som bruker fossiler for å undersøkehypoteser om hvordanevolusjonen har forløpt.

Paleontologisk forskning bruker fossiler, som er rester av levende organismer. Fossilene graves ut, som regel frasedimentære bergarter, og bliraldersbestemt basert på sammenlikning med andre lokaliteter med fossiler, og påisotoper. Fossilene oppbevares som regel i samlingene tilnaturhistoriske museer, og noen stilles ut. De fleste fossiler må prepareres, som betyr at de må frigjøres fra steinen de ligger i, og stabiliseres slik at de ikke går i oppløsning, for eksempel med lim.Sporfossiler (spor etter organismenes aktivitet, for eksempel fotspor) kan i noen tilfeller samles inn, i andre tilfeller lar man dem være i naturen.

Forskning på fossilene betyr at utseendet og egenskapene må beskrives vitenskapelig, med en tilhørende konklusjon omtaksonomi, som betyr hvilken organismegruppe,slekt eller aller helstart, fossilet tilhører. Deretter kan denne informasjonen brukes til å undersøke evolusjon ogøkologi, ofte ved bruk avstatistiske analyser. For å undersøke fossiler brukes både det blotte øye og en rekke ulikemikroskoper ogrøntgen.

I tillegg til at fossiler brukes til å forstå evolusjon og økologi gjennom tidene, brukes de også til å forstå hvordan ulike organismer har reagert påklimaendringer, havnivåendringer ogplatetektonikk. Studier av lange tidsserier basert på fossiler var det som gjorde at de historiskemasseutryddelsene ble oppdaget. Studier avmikrofossiler i sedimentære bergarter er viktige for datering av bergarter under leting etterpetroleum, og for kartlegging av petroleumsressurser.

Oppfatningen om hva fossiler er, har variert sterkt gjennom tidene. Steinaldermenneskene la merke til og samlet fossiler, og allerede i oldtiden ble det foreslått at fossiler var rester av levende vesener. Samtidig ble knokler og tenner av storeøgler ogpattedyr betraktet som rester etter kjemper og andre fabeldyr. For eksempel ble hodeskaller av pygméelefanter tolket somkykloper, og bena som rester av sagnhelter og halvguder.

Imiddelalderen antok man at det var mystiske naturkrefter som hadde skapt fossilene, og først medrenessansen kom man frem til at fossiler er oppbevarte rester etter tidlige tiders livsformer. En av de første forskerne som påviste dette var den danske jesuittmunkenNikolaus Steno (Niels Stensen) i boken «Foreløbig meddelelse til en afhandling om faste legemer: Der findes naturlig indlejrede i andre faste legemer» fra 1669. På denne tiden var den bibelske beretning om syndfloden enerådende, derfor regnet man med at fossilene var rester etter dyr som hadde omkommet undersyndfloden.

Samtidig som kjennskapen til fossilene økte, begynte nye tanker om deres natur og dannelse å gjøre seg gjeldende mot slutten av 1700-tallet. En rekke vitenskapsmenn beskrev da fossiler og hvordan de var dannet.Georges Cuvier var den moderne paleontologiens grunnlegger gjennom sitt store arbeid om tertiære pattedyr fra Paris-området.

Fossilenes geologiske aspekt ble tydelig etterWilliam Smiths påvisning av deres betydning for denstratigrafiske inndeling avde sedimentære bergartene tidlig på 1800-tallet. Likevel fikk nok fossiler størst betydning gjennomCharles Darwins arbeid fra 1859 omartenes opprinnelse. Fossilene ble da materielle bevis for at livsformene har endret og utviklet seg gjennom livets lange historie. I tiden etter Charles Darwin har tusenvis av fossiler blitt funnet og forsket på, og gitt en økende forståelse av livets historie og evolusjon, blant annet om menneskets egen historie, men også omplatetektonikk ogklimaendringer.

Paleontologi har en lang historie som fagfelt iNorge, særlig på grunn av det internasjonalt kjenteOslofeltet med fossiler fra tidsperiodenekambrium,ordovicium ogsilur, og fossiler fra mange tidsperioder påSvalbard. Paleontologisk museum påTøyen i Oslo ble etablert i 1916, og er i dag del avNaturhistorisk museum. Det jobber i dag paleontologer ved alle de storeuniversitetene, og samlingen og forskningsgruppa ved Naturhistorisk museum er fortsatt landets største.

• fossiler
• fossiler i Norge
• dinosaurer
• paleobiologi
• paleoøkologi
• geologi
• evolusjon
• utgraving av fossiler