因为人类想发掘出生物的起源是什么，所以古生物化石的研究又叫古生物学。
古生物研究的主要对象是化石。法国科学家居·叶巍是古生物学的创始人，这与他在动物比较解剖学方面的广泛工作有关。居·叶巍的工作也为后来发展的生物进化论奠定了基础。
古生物知识在地层学和地质学上的应用，离不开英国著名地质学家史密斯的杰出贡献。1796年，他提出化石序列定律:地层越老，包含的生物体越简单，反之亦然；不同时代的地层有不同的化石组合。他将这一发现应用于地质填图，古生物学成为地层学乃至整个地质研究的基础科学。可以说，对煤、石油等地质矿产的发现和研究，离不开古生物学家的杰出贡献。
"这次发现使地球上大型多细胞生物的出现提前了近10亿年，"所谓的"乏味的十亿年"可能并不乏味，那时海洋生物中出现各种类型的多细胞藻类生物，其长度可达30厘米，宽度可达8厘米，由此推测伴随着生物这一进化水平的地球环境也发生了明显变化。它不仅是早期生命演化研究领域中一个崭新的重大科学发现，而且提高了我国前寒武纪古生物研究的科研水平，在国内外地学界享有较高的知名度和话语权。
古生物研究的现实意义在于：第一，它对国民经济的促进作用；第二，它促进了科普教育，通过对植物化石、生物、微生物化石的研究，发现了煤炭、石油、天然气等地质矿产，并通过研究化石的年代，从一个侧面说明了资源开采的层次；第三，它促进了科普教育，通过化石复原古生物的样子，生活环境，气候等等，告诉人们几万年前地球的原貌；第三，它有助于推动科学研究，面对当今日益加剧的温室效应，古大气中二氧化碳浓度已高达现在的十倍，仍有恐龙存在，其中仍有恐龙存在，人类生存的生命特征如何，这些都是可由人类应对环境变化所发现的。
古生物是生物进化的墓志铭。生物的进化是复杂的，就像一套一万册的书，里面记录的地球上的生命故事都印在化石里。古生物学家孜孜不倦地在岩石中寻找生命进化的线索，执着地拼接着这些不同“篇章”中零散的“段落”和“句子”，重现了地球上数十亿年来生命进化的故事。
古生物学作为生物学和地质学的交叉学科，无疑为达尔文的进化论提供了有力的证据。达尔文在撰写不朽巨著《物种起源》时，并不太了解化石的数量和类型，但达尔文得到了许多重要的启发和证据来支持他的理论。如今，古生物学已经积累了丰硕的成果。研究人员发现了许多生物的共同祖先和无数连接不同生物群的过渡化石，从而更加完美地证实了达尔文的理论。