고생물학은 지구 역사에 존재했던 생물체를 연구하는 생물학의 한 분야이다. 이 학문은 화석을 통해 과거 생물의 형태, 생리, 행동, 진화, 고환경 등을 분석하고 이해하는 데 중점을 둔다. 고생물학자는 화석을 발굴하고 이를 연대 측정하여 생물체의 존재 시기를 파악하며, 생물의 진화 과정과 생태계를 재구성하는 작업을 수행한다.

고생물학의 역사는 18세기로 거슬러 올라가며, 그 당시부터 화석을 연구하고 이들 화석이 생물체의 잔재물이라는 사실이 발견되었다. 이후 19세기에 이르러 다윈의 진화론과 함께 고생물학이 더욱 발전하게 되었다. 고생물학의 주요 연구 분야로는 고척추동물학, 고인류학, 고식물학, 고해양학 등이 있다.

고생물학에서는 다양한 분석 기법이 사용되며, 이러한 기법에는 형태학적 분석, 성분 분석, 방사성 탄소 연대 측정, 유전자 분석 등이 포함된다. 화석의 발견은 고생물학의 핵심이며, 이를 통해 생물종의 멸종, 생태계의 변화, 기후 변화의 영향을 이해할 수 있다. 또한, 고생물학은 생물 진화의 중요한 증거를 제공하며, 현재 생물의 기원을 탐구하는 데 중요한 역할을 한다.

고생물학은 지구의 과거를 밝혀내는 데 기여할 뿐만 아니라, 현재 환경을 이해하고 미래를 예측하는 데에도 중요한 통찰력을 제공한다. 이로 인해 고생물학은 생물학, 지질학, 고기후학 등 다양한 학문 분야와 밀접하게 연결되어 있으며, 종합적인 연구가 필요한 학문분야로 인정받고 있다.