Paleontologi (Bahasa Inggris: Paleontology (/ˌpeɪliɒnˈtɒlədʒi, ˌpæli-, -ən-/), juga dapat dieja sebagai palaeontology atau palæontology) adalah ilmu yang mempelajari kehidupan praaksara. Paleontologi mencakup studi fosil untuk menentukan evolusi suatu organisme dan interaksinya dengan organisme lain beserta lingkungannya (paleoekologi). Pengamatan paleontologi telah didokumentasikan sejak abad ke 5 sebelum masehi. Ilmu paleontologi berkembang pada abad ke-18 ketika Georges Cuvier melakukan penelitian anatomi komparatif, dan berkembang secara cepat pada abad ke 19. Istilah paleontologi sendiri berasal dari bahasa Yunani, παλαιός, palaios, "tua, kuno", ὄν, on (gen. ontos), "makhluk hidup" dan λόγος, logos, "ucapan, pemikiran, ilmu".

Paleontologi merupakan ilmu yang sangat berkaitan dengan biologi dan geologi, tetapi berbeda dengan arkeologi karena paleontologi tidak memasukkan kebudayaan manusia modern di dalam studinya. Paleontologi kini mendayagunakan berbagai metode ilmiah dalam sains, mencakup biokimia, matematika, dan teknik. Penggunaan berbagai metode ini memungkinkan paleontolog untuk mengungkap sejarah evolusioner kehidupan, yaitu ketika bumi menjadi mampu mendukung terciptanya kehidupan, hampir 4 miliar tahun yang lalu. Dengan pengetahuan yang terus meningkat, paleontologi kini memiliki subdivisi yang terspesialisasi, beberapa fokus pada jenis fosil tertentu, yang lain mempelajari sejarah lingkungan dalam paleoekologi, dan yang lain mempelajari iklim purba dalam paleoklimatologi. (Artikel selengkapnya...)