研究保存在岩石中的古代生物^*化石(fossil)的科学。研究范围包括生物的分类、剖析、生态和进化等。化石与岩体相关联，用于确定岩体的地层关系(生物地层学)。现代利用放射性对岩石进行^*年代测定(dating)，可得出岩石的绝对年龄而非仅仅在地层中的排列顺序。对古代微生物(微体化石)的研究称作微体古生物学。