La paleontologia ha donat una perspectiva històrica al fenomen vital, de tal manera que ha fet entrar en el marc de les coordenades terrestres una quarta dimensió, la del temps. La paleontologia pot ésser vista a través de dos prismes i presenta dos vessants: la paleontologia estratigràfica, que estudia objectivament els fòssils i amb ells determina l’edat relativa de les capes geològiques, i la paleontologia biològica, o paleobiologia, que observa i determina els fòssils com a restes d’uns éssers que visqueren en un passat més o menys remot. És des d’aquesta darrera visió que la paleontologia adquireix la seva estricta i veritable personalitat. La paleontologia té mètodes propis i s’allunya tant de la geologia com de la biologia en el sentit estricte de les dues disciplines. En efecte, té a veure amb unes restes que ja no tenen vida, que solament donen, en general, una idea parcial de l’animal o del vegetal conservats. És molt rara la conservació de fòssils complets, com és el cas dels mamuts i rinoceronts siberians o dels insectes inclosos en l’ambre de la Bàltica. El paleontòleg ha de reconstruir, amb allò que troba, la totalitat de l’animal o del vegetal, àdhuc les parts toves, que en general desapareixen per putrefacció. La paleontologia abraça diverses branques del coneixement de les ciències naturals, des de la paleontologia històrica fins a la paleogenètica (descobriment de mutacions en el passat), tot passant per la bioestratigrafia, la tafonomia, la biostratinomia i altres.
Sobretot, la paleontologia ha donat una visió històrica de la vida, i gràcies a ella hom pot establir el que podria ésser dit el seu arbre genealògic. L’evolució dels éssers vivents ha anat del més simple al més complex al llarg de la història geològica. Hi ha fòssils segurs de tres mil dos-cents milions d’anys, i la paleontologia demostra que es tracta de bacteris i d’algues cianofícies que no tenen nucli. Més tard aparegueren les formes eucariòtiques de vida (amb nucli); més ençà, els metàfits i els metazous. Hom ha anat descobrint, a través del prisma paleontològic, que la vida començà a la mar i que al principi de la seva aparició en el planeta hi havia molt poc oxigen a l’atmosfera. Els passos successius de la història de la vida reflectida per la paleontologia van continuant al llarg dels períodes geològics a través de les eres en què hom divideix el passat. La paleontologia, en molts casos, ha resolt el gran problema del trànsit d’un grup de fòssils a un altre de superior, a vegades amb una tal quantitat de detalls que hom diria que maneja éssers vivents encara. Són ja clàssics els casos del traspàs dels pisciformes als primers amfibis i dels rèptils teròpsids als mamífers. Els fòssils de la regió o escut nòrdic dels Old Red Sandstones, o vells gresos roigs, il·lustren clarament el primer cas. Els peixos crossopterigis ripidistis (avui tots extingits) donaren pas als amfibis gràcies al despreniment de la cobertura carnosa de les aletes globuloses, que deixaren al descobert, així, el que havien d’ésser les potes dels primers amfibis. Aquest és el pas d’un gènere de peix, Eusthenopteron, a un amfibi, com Ichthyostega. També cal fer esment del trànsit dels rèptils teròpsids, que han estat anomenats ambulàtils, als mamífers, a través d’una sèrie de canvis extraordinaris que afecten quasi tot el cos, tota l’anatomia: adquisició d’una orella mitjana amb cadena d’ossets, presència de colzes i de genolls, separació del cos de la terra, globulització del crani, simplificació del nombre de falanges en els dits, adquisició d’un paladar secundari, dentició diferenciada en regions, i moltes altres coses que preparen el cos dels mamífers a través de l’obtenció, probablement gradual, de l’homeotèrmia. Per la paleontologia hom coneix també el pas a l’hominització, dins el terreny de la paleoantropologia, gràcies a la troballa de restes d’homínids i, així, ha estat demostrat que l’actual gènere Homo tingué com a ancestrals els australopitecs menys robusts i omnívors. Avui, gràcies a noves troballes, hom pot establir amb més precisió l’edat dels primers homes, edat que sembla depassar els dos milions d’anys. La paleontologia il·lumina el panorama de la vida en els temps passats, i hom veu desfilar, gràcies al seu estudi, les successives onades d’éssers vivents que han poblat la Terra.
En les darreres dècades, la paleontologia s’ha dirigit cap als temes relacionats amb la paleoecologia i la tafonomia. L’origen de la vida, les extincions faunístiques i les reconstruccions paleobiogeogràfiques, que ajuden a determinar els moviments de les plaques tectòniques, són alguns exemples dels nous camps que, amb el rigor que proporcionen els nous mètodes d’estudi, hom ha obert a la paleontologia. Actualment, la paleontologia ha esdevingut una ciència fonamentalment interdisciplinària i de gran especialització. Els paleontòlegs han anat incorporant en els seus estudis els avenços que es produeixen en altres branques del saber. Per exemple, el desenvolupament constant de mètodes objectius d’inferència filogenètica per informàtics i matemàtics especialitzats en estadística són adquirits en paleontologia sistemàtica. De manera similar, per a entendre la forma de vida i la funció dels tàxons i del material representat pels fòssils sovint cal un coneixement avançat en àrees com l’enginyeria, la mecànica i la medicina, especialment en l’àmbit de la neontologia. Al final del segle XX i el principi del XXI, la paleontologia ha esdevingut una ciència molt més rigorosa gràcies a les noves generacions de científics, que enfoquen l’estudi dels fòssils des de formes de pensar obertes, més objectives i interdisciplinàries.
La paleontologia als Països Catalans
Els estudis sobre fòssils dels Països Catalans, encetats a mitjan segle passat per geòlegs francesos, foren ben aviat assumits per científics catalans, entre els quals destaquen com a precursors Vilanova i Landerer, al País Valencià; com a iniciadors i figures assenyalades Ll.M. Vidal, J. Almera i A. Bofill i Poch, seguits per N. Font i Sagué, M. Faura i J. Bataller. Han continuat i eixamplat la notable aportació paleontològica anterior G. Colom i Casanovas (l’iniciador a l’Estat espanyol de la moderna micropaleontologia), J. Bauzà i J. Cuerda, a les Balears; M. Crusafont, J. Truyols i J. Porta al capdavant de les respectives càtedres i departaments universitaris, amb la col·laboració de M. Renzi i S. Reguant; J. Fernández de Villalta, Ll. Via, Calzada i V. Masachs en centres d’investigació superior del CSIC. Els materials estudiats es troben principalment al Museu Geològic del Seminari (fundat per Almera el 1874), al Museu Martorell (Bofill, 1882), de Barcelona, a l’Institut de Paleontologia (Crusafont, 1969) de Sabadell, al Museu Paleontològic (1906) de València.