Les paléontologues étudient les créatures des temps anciens via des preuves fossiles, la géologie, des modèles et des simulations qui les aident à comprendre les environnements passés, les événements géologiques et l'histoire de la vie. Alors que les paléontologues sont associés dans l'esprit du public avec le étude des dinosaures, leur domaine étudie également les créatures microscopiques, les plantes et les humains préhistoriques.
Les paléontologues selon une définition sont des scientifiques qui étudient la vie avant l'Holocène, l'époque qui a commencé il y a 11 700 ans et qui se poursuit encore aujourd'hui. Par conséquent, les scientifiques qui étudient les animaux éteints de l'époque actuelle, même les animaux éteints depuis des siècles, comme l'auroch, ne sont techniquement pas des paléontologues à moins que les restes de l'animal datent d'avant 11 700 ans. La paléontologie a un chevauchement considérable avec les domaines de la biologie et de la géologie, mais utilise également des principes d'ingénierie pour découvrir la façon dont les animaux fossiles ont pu se déplacer et vivre, et la chimie pour dater les fossiles et déterminer la composition des preuves fossiles.