古生物學主要通過化石和古老生命痕跡進行生物學研究、探討古代生命的特征和演化歷史、討論重大的生命起源和生物絕滅與復蘇事件、探索地球演化歷史和環境變化，例如：化石研究、物種滅絕研究等等。