Paleontolodzy badają istoty od czasów starożytnych poprzez dowody kopalne, geologię, modele i symulacje, które pomagają im zrozumieć przeszłe środowiska, wydarzenia geologiczne i historię życia. Podczas gdy paleontolodzy są kojarzeni w publicznym umyśle z studiują dinozaury, ich pole również bada mikroskopijne stworzenia, rośliny i prehistorycznych ludzi.
Paleontolodzy pod jedną definicją to naukowcy, którzy studiują życie przed Holocenem, epoką, która rozpoczęła się 11 700 lat temu i trwa do dnia dzisiejszego. Dlatego naukowcy, którzy badają wymarłe zwierzęta z obecnej epoki, nawet zwierzęta wymarłe od wieków, takie jak tura, nie są technicznie paleontologami, chyba że szczątki zwierzęcia pochodzą sprzed 11 700 lat. Paleontologia w znacznym stopniu pokrywa się z dziedzinami biologii i geologii, ale także wykorzystuje zasady inżynierii, aby odkryć sposób, w jaki przemieszczały się i przeżywały zwierzęta kopalne, oraz chemię do tej pory skamieniałości i określał skład skamieniałości.