Палеонтология, имеет своей задачей исследование органического мира прошлых эпох и распадается на два отдела: палеозоологию и палеоботанику. С науками, изучающими современные организмы, — с зоологией и ботаникой, она связана неразрывными узами. Конечно, изучение организмов далекого прошлого сталкивается с теми же научными проблемами, какие стоят перед исследователями организмов современных. Поэтому П., в способе постановки своих задач, в методике и в логических приемах исследования, не представляет существенного различия в сравнении с зоологией и ботаникой. Все ее особенности в этом отношении определяются, во-первых, особыми свойствами изучаемого материала и, во-вторых, тем, что материал этот относится к прошлым геологическим периодам, характеризуя организмы исчезнувшие. В первом условии кроется причина слабых сторон П., по втором же заключается ее мощь, ее сила, здесь — оправдание ее самостоятельности среди других биологических дисциплин. Материал для своих исследований палеонтолог находит заключенным в различных горных породах, слагающих верхние части земной коры. Это — остатки давно исчезнувших организмов, сохранившиеся в течение длинного ряда веков от разнообразных разрушительных влияний. Органического вещества в них нет, оно исчезло и заменилось минеральным. Остатки от организмов минерализировались, как бы окаменели и потому они носят название окаменелостей. От животных в виде окаменелостей до нас доходят лишь твердые выделения их тела — скелеты, раковины, хитиновые образования. Мягкие же ткани после смерти животного быстро сгнивают. Только в редких случаях, при исключительной комбинации благоприятных условий, они могли консервироваться и дойти до нас из глубины геологических времен. Такими случаями исключительной сохранности представляются находки насекомых в янтаре (из отложений третичного периода) и трупов постплиоценовых млекопитающих в вечно мерзлой почве северных стран. Значит, как общее правило, палеозоолог имеет дело лишь с твердыми образованиями животных. Это свойство палеонтологического материала сильно ограничивает наши познания о животных организмах прошлых геологических эпох. Мягкотелые животные, не выделяющие в своем теле твердых образований, несомненно существовали во все геологические эпохи. Но об их геологическом прошлом мы ничего не знаем. Палеонтологу неизвестны туникаты, голые моллюски, большинство групп червей и простейших. Медузы и голотурии оставили лишь весьма неясные следы своего существования в геологическом прошлом. Но и относительно животных, выделяющих скелетные образования, знание палеонтолога ограничено. Их мягких тканей он не знает. Изучение самых важных органов животного — органов дыхания, пищеварения, кровеносной, нервной системы и т. д. — для палеонтолога недоступно. П. открыты целые группы животных весьма своеобразных, сильно отличающихся от ныне существующих. Исследование особенностей организации их мягких частей тела представляло бы высокий интерес, но, к сожалению, оно невозможно. В более благоприятных условиях находится палеоботаник. Растительная клетчатка сильнее противостоит различным разрушающим влияниям, чем мягкие ткани животных. При благоприятных условиях органическое вещество растений в процессе окаменения настолько постепенно и так тонко замещается минеральным, что сохраняются все детали структуры растительной ткани. В силу этого исследования палеоботаника выясняют не только наружный вид, форму листьев и т. п. внешние черты древних растений, но и внутреннюю микроскопическую структуру их тканей. И нужно заметить, что наиболее блестящие открытия П. приходятся на долю именно палео-микроботаники.
Есть еще одна черта палеонтологического материала, сильно ограничивающая наши сведения о древних организмах: наиболее древние отложения претерпели столь сильные изменения, что заключавшиеся в них остатки организмов или совершенно уничтожены (в архейской группе, см. геологические системы) или же сохранились весьма плохо и в незначительном количестве (в археозойской гр.). Таким образом, наиболее интересные, первоначальные стадии развития на земле органической жизни не оставили для П. никакого материала. Но, несмотря на все дефекты палеонтологического материала, палеонтологические исследования имеют весьма важное значение, именно потому, что материал этот рисует нам исчезнувшую жизнь прошлых геологических эпох. Пусть он отрывочен и неполон, но познание прошлого органического мира дает только его изучение. Иного пути к тому нет. Данное обстоятельство придает П. исторический характер и ставит ее в теснейшее соотношение с геологией, ибо историчность палеонтологических данных зависит от их приуроченности к определенным геологическим периодам. Вопрос же об этой приуроченности решается геологическими исследованиями, так что без последних палеонтологич. материал теряет свою специфическую ценность. С другой стороны, и решение всех важнейших вопросов геологии неразрывно связано с палеонтологич. исследованиями. Одним словом, П. и геология находятся в столь близких соотношениях, что прогресс одной из них немыслим без соответствующего развития другой.
Изучая окаменелости, П. реставрирует, насколько возможно, органическую жизнь геологического прошлого. Она выясняет состав фаун и флор каждого из геологических периодов, исследует тип и особенности организации исчезнувших организмов, изучает их географическое распространение и биологические условия их существования. Наконец, что особенно характерно для П., она выясняет изменения, происходившие в мире организмов в течение длинного ряда тысячелетий существования земли. Относительно каждого изучаемого вида, относительно каждой систематической группы палеонтолог с особой тщательностью исследует вопрос об их долговечности, отмечая время их появления и момент исчезновения. Следя за органической жизнью с наиболее древней, доступной нашему изучению эпохи, П. могла констатировать в ней целый ряд глубоких перемен и могла проследить постепенное преобразование древнего мира организмов, сильно отличавшегося от современного, в ту фауну и флору, которые населяют землю в настоящую эпоху. П. могла наблюдать, как целые группы своеобразных организмов древнего мира, отделившись от общего ствола жизненного дерева, совершенно вымирали, не оставив после себя потомков, как другие группы при своем развитии все более и более разветвлялись и давали начало новым обособленным друг от друга группам. Родословная многих видов, родов и других более высоких систематических групп животного и растительного царства выяснена П. с доказательной наглядностью.
Первые зачатки знания исчезнувших организмов восходят, как и все наши знания, к классической древности. Но прочный фундамент для П., заключающийся в утверждении, что встречающиеся в земных слоях окаменелости представляют остатки организмов, прежде населявших землю, упрочился лишь в XVI веке после работ известного художника и мыслителя Леонардо-да-Винчи. Возникновение же П., как научной дисциплины, должно быть относимо к концу XVIII и началу XIX века. В значительной степени оно обязано великому Кювье, гениальные работы которого воскресили пред научным взором современников из глубины прошлого целый своеобразный мир дотоле неведомых животных. В начале своего развития П. не имела самостоятельного значения, а играла чисто служебную роль при геологии. Но во второй половине прошлого века торжество эволюционных идей Дарвина поставило перед П. высокую задачу — фактически проследить развитие органического мира. Много блестящих имен потрудилось и продолжает работать над восполнением этой задачи. Их трудами к настоящему времени завоевано для П. прочное положение, как самостоятельной научной дисциплины. (О П. см. также при статьях биология и геология — историч. очерк). — Палеонтологическая литература весьма обширна. Главнейшие из периодич. изданий: „Palaeontographica. Beiträge zur Naturgeschichte der Vorzeit“; „Palaeontologische Abhandlungen“; монографические издания Palaeontographical Society: „Palaeontologia indica“, „Palaeontographia italica“. Некоторые из руководств: Zittel, „Handbuch der Palaeontologie“ (1876—1893; классический компендиум, в настоящее время значительно устаревший, но ничем соответствующим не замененный); его же, „Grundzüge der Palaeontologie“, 3 Aufl., 1910; Bernard, „Eléments de Paléontologie“, 1895; E. Stromer v. Reichenbach, „Lehrbuch der Paläozoologie“ (1909—1912). Русские руководства: Лагузен, „Краткий курс палеонтологии“ (1897); А. Борисяк, „Курс палеонтологии“ (1905); Н. Н. Яковлев, „Учебник палеонтологии“ (1910—1911).