O Paleontólogo deve possuir conhecimentos em Geologia e Biologia, e estuda os fósseis para investigar como eram os organismos e os ecossistemas do passado geológico da Terra. O paleontólogo estuda os fósseis, também, para perceber como estes se formaram e como podem ser usados para a datação relativa dos estratos rochosos em que ocorrem. Para investigar a vida do passado da Terra e estudar os fósseis é necessário conhecer bem a geologia dos locais onde estes permaneceram e a biologia dos organismos que lhes deram origem.

Diferente do arqueólogo, que estuda as evidências culturais do passado dos seres humanos, o paleontólogo estuda a vida do passado do planeta Terra, incluindo os fósseis de humanos, mas de um ponto de vista paleobiológico. Apesar de, no que toca à escavação de fósseis de vertebrados, a prática paleontológica se assemelhar a uma escavação arqueológica, a Arqueologia utiliza métodos de escavação e de estudo diferentes e usa, por vezes, técnicas de datação distintas.