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  化石:通過對化石的考察,配合對含化石岩層的瞭解以及其他一些有關地質問題的研究,以解釋古代生物中的各類問題。著名的有驗證大陸漂移學說

  根據研究的不同物件,古生物學分為古植物學和古動物學兩大分支。隨著近代生產發展的需要和科學研究的深化,古植物學分出了古孢粉學和古藻類學;古動物學分出了古無脊椎動物學和古脊椎動物學;古人類學既是人類學的分支學科,又是古脊椎動物學的分支學科;根據個體微小的動植物化石或大生物體微小部分的研究,又形成了微體古生物的分支學科,在理論和實踐上顯示出重要的意義。

  基本上至今所有的古生物學說都屬於假設。

  實地考察是一種重要的研究方法,從古代生物(包括動植物)的化石等方面瞭解當時的地球情況。
古生物學是研究古地質時代中的生物及其發展的科學。它是生物學和地質學的交叉科學。既是生命科學中唯一具有歷史科學性質的時間尺度的一個獨特分支,研究生命起源、發展歷史、生物巨集觀進化模型、節奏與作用機制等歷史生物學的重要基礎和組成部分;又是地球科學的一個分支,研究儲存在地層中的生物遺體、遺蹟、化石,用以確定地層的順序、時代,瞭解地殼發展的歷史,推斷地質史上水陸分佈、氣候變遷和沉積礦產形成與分佈的規律。