古生物学是以生物化石为基础，以研究生物亲缘关系的一种研究。当生物个体死亡之后，牠的尸体通常会经由微生物分解而腐化，使得生存痕迹消失。但有时候这些遗迹可能会因为某些因素而被保存。只要是来自古代生物造成的痕迹，或是生物体本身，都可以称为化石。化石对于了解生物演化历程而言相当重要，因为化石是较为直接的证据，且带有许多详细的资讯。19世纪初叶，博物学家发现层层叠叠的沉积岩中的化石具有一定的排列顺序。在沉积岩中，年代更为久远的物质沉积得更深，更接近沉积岩的底部，而更为近期的沉积物位于上面一些。当然，这也不是绝对的