A Paleontologia (do grego palaiós, antigo + óntos, ser + lógos, estudo) é a ciência natural que estuda a vida do passado da Terra e o seu desenvolvimento ao longo do tempo geológico, bem como os processos de integração da informação biológica no registro geológico, isto é, a formação dos fósseis.
É a ciência que estuda evidências da vida pré-histórica preservadas nas rochas, os fósseis, e elucida não apenas seu significado evolutivo e temporal mas também sua aplicação na busca de bens minerais e energéticos.
O objeto imediato de estudo da Paleontologia são os fósseis, pois são eles que, na actualidade, encerram a informação sobre a morte do passado do Planeta. Por isso, se diz frequentemente que a Paleontologia é, simplesmente, a ciência que estuda os fósseis. Contudo, esta é uma definição redutora, que limita o alcance da Paleontologia, pois os seus objectivos fundamentais não se restringem ao estudo dos restos fossilizados dos organismos do passado. A Paleontologia não "pretende" apenas estudar os fósseis, procura também, com base neles, entre outros aspectos, conhecer a vida do passado geológico da Terra.
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