1822. gadā nosaukumu "paleontoloģija" piedāvāja franču zoologs Anrī Marī Dikrotē Deblenvils (Henri Marie Ducrotay de Blainville); kano grieķu παλαιοντολογία, palaiontologia ‘zinātne par senajām būtnēm’.
Paleontoloģija ir viena no Zemes zinātnēm. Paleontoloģijas priekšmets ir ģeoloģiskās pagātnes organiskā pasaule, senatnē eksistējošie dzīvnieki, augi un citi organismi, kurus iespējams izpētīt pēc to pārakmeņojušos atliekām, darbības pēdām, dzīves norises rezultātā tapušām vielām (dzelzs, sēra un citi savienojumi kā vielmaiņas galaprodukti) un veidojumiem (piemēram, degslānekļi, kūdra, stromatolīti u. c.), kā arī organiskas izcelsmes molekulu atradumiem iežos. Viens no svarīgākajiem paleontoloģijas uzdevumiem ir pagātnes organiskās pasaules attīstības izsekošana un dzīvības evolūcijas likumsakarību noskaidrošana. Paleontoloģijas datu izmantošana palīdz izprast biosfēras un visas planētas ģeoloģisko vēsturi, kā arī dzīvības makroevolūcijas aspektus.
Paleontoloģijas sasniegumus praktiskām vajadzībām izmanto galvenokārt ģeoloģijā, lai noteiktu nogulumiežu vecumu. Paleontoloģiskā metode tiek uzskatīta par svarīgāko fanerozoja (Zemes vēstures pēdējo 542 miljonu gadu) nogulumiežu relatīvā vecuma noskaidrošanai.