Als Paläobiologie werden Teilgebiete, Methoden und Konzepte innerhalb der Paläontologie zusammengefasst, die der biologischen Erforschung ausgestorbener Organismen gewidmet sind - im Unterschied zur Angewandten Paläontologie, die sich mit Fossilien als Informationsquelle zur Untersuchung geowissenschaftlicher Fragestellungen befasst, sie z.B. für die zeitliche Einordnung von Sedimentgesteinen (Biostratigraphie) und für die Charakterisierung geologischer Bildungsräume (Biofaziesanalyse) heranzieht. Zum Teil werden Fragestellungen der Biofaziesanalyse, der Fossilisationslehre und der Biostratigraphie auch im Rahmen der Paläobiologie thematisiert.