Paleontoloji Dünyâ üzerinde jeolojik dönemlerde yaşıyan canlı varlıkların ve bitkilerin kalıntılarını inceleyen bir ilim dalıdır. Paleontolojinin çalışma sahası toprak altında kalan hayvan ve bitki fosilleridir. Fosilin orijinal mânâsı kazılarda çıkarılan şey olmakla berâber şimdi, “şu andaki jeolojik devrin başlangıcından önce yaşayıp da kayaların arasında kalan bütün hayvan ve bitki izleri ve kalıntıları”fosil sayılmakta ve bu ilmin konusu olmaktadır.
En geniş anlamda paleontoloji sâde hayvan ve bitki kalıntılarının kendilerini değil, onların tesirlerini ve izlerini de incelemektedir. Hattâ, en eski kayaların içinden çıkarılan grafit ve kireçtaşı gibi hayâtın bulunduğuna dâir dolaylı delillerle de ilgilenmektedir. Çünkü kireçtaşı ve karbonun organik bir vâsıta olmadan kayaların içine yerleştirilebileceği bilinmemektedir.
Ayrı bir ilim branşı olarak paleontolojinin başlangıcı, 19. yüzyılın başlarına kadar gitmektedir. 1834’te
bu ilim dalına Ducrotay de Blainville ve Fischer Von Waldheim tarafından “Paleontoloji” adı verilmiştir.
Önceleri fosillerin açıklanma gayretleri aşırı derecede tahmine dayanıyordu. Fosilleri, Allah tarafından
veya şeytanlar tarafından insanın îmânını denemek için dünyaya yerleştirilen nesneler olarak kabul
eden Johannes Beringer (1726) gerçek fosilleri olduğu gibi, öğrencileri tarafından şaka olarak onun
bulabileceği yerlere gömülen pişirilmiş kil nümuneleri de fosil olarak anlatmıştır. Bunlardan önce 1500
yıllarında Leonardo da Vinci, İtalya’da bir kanaldan kazılarak çıkarılan ve bir zamanlar yaşamış olan
canlıların kabuk kalıntıları olan fosilleri farketmişti; fakat bu düşünceye yaklaşık iki yüz yıl boyunca
îtibar edilmedi.
İlk çalışmalarda fosiller, esas olarak nâdir bulunan ve merak uyandıran şeyler olarak ele alındı.
Sonunda, fosillerin yaşayan hayvanlara uygun biçimde tasnif edilebileceği anlaşıldı. Bu gelişme,
İsveçli Carl Von Linne’nin çalışması sonucu meydana geldi. Onun Systema Naturale adlı eseri
hayvanların tasnifini ele alan ilk denemeydi. O kitabında birçok fosil şeklini tanımlamakta; biyoloji ve
paleontolojideki modern tasnif ve terminolojinin temelini teşkil etmektedir.
Çalışma sahası toprak altı olan paleontoloji, 20. yüzyılda ilim dalları arasına girebilmiştir. İki sahada
inceleme ve araştırma yapmaktadır:
- Botanik Paleontoloji (Paleofitoloji): Bitkiler âleminin fosillerini inceleyerek eski çağlarda yetişen bitkiler hakkında bilgi verir. Paleobotanik olarak da bilinir.
- Zoolojik Paleontoloji (Paleozooloji): Hayvan dünyâsının fosillerini ele alır. Geçmişle gelecek
arasında bağ kurmaya ve bilgi vermeye çalışır.
Paleontoloji bu şekilde araştırmalarıyla yer ilmi olan jeolojiye de yardımcı olmaktadır. Bu şekilde
yapılan araştırmalar neticesinde tam olarak zamanımıza kadar gelebilmiş fosil zincirine rastlamak
mümkün değildir.
Paleontoloji ilminin ve bilginlerinin verdiği bilgilere göre her çeşit canlının kendi türü içinde
değişebildiği, fakat bir canlının başka türe dönüşmediği kabul edilmektedir. Canlılarda paleontolojik
devirlerde zamanla tekamül görülmekte, fakat bu değişmeler her türün kendi içinde olmaktadır.