जीवाश्मांचा अभ्यास करून पृथ्वीच्या इतिहासाच्या निरनिराळ्या कालखंडांत होऊन गेलेले प्राणी-वनस्पती, त्यांचे आकार, वर्गीकरण, जीवनपद्धती, विकास, स्थानांतरण, त्यांचा तत्कालीन अधिवास इत्यादींचा अभ्यास पुराजीवविज्ञान या शाखेत केला जातो. पुराजीवविज्ञान हे जीवशास्त्र आणि भूगर्भविज्ञान या दोन्हींच्या पायावर उभे राहिलेले आहे.