Paleontoloji ya da taşılbilim ya da fosilbilim, fosilleri veri olarak kullanarak dünyada yaşamın tarihini yazmak amacını taşıyan bilim dalıdır.

 Jeolojinin bir dalı olan paleontoloji, çeşitli jeolojik devirlerde yaşamış olan tek hücreli ve çok hücreli organizmalar üzerinde araştırmalar yapar ve jeolojik devirlerde yaşayan canlılar hakkında bilgi sahibi olunmasına yardımcı olur. Paleontoloji, fosil bilim ya da taşıl bilim olarak da bilinir. Bir başka tanımlamayla, soyu tükenmiş organizmaların fosillerini ve biyolojisini inceleyen bilim dalıdır. İlk paleontoloji araştırmaları Leonardo da Vinci tarafından, Mısırdan getirilmiş kireçtaşında nummulitesleri görmesiyle yapılmaya başlanmıştır. Da Vinci Nummulites'in, bir organizma kalıntısı olduğunu anlamıştır. Paleontoloji iki çeşit olarak incelenir. Bunlar;

 1. Makropaleontoloji: Mikroskopta incelenmeyen, makro büyüklükteki fosilleri araştıran paleontolojinin alt dalıdır.

 2. Mikropaleontoloji: Çıplak gözle incelenemeyen, ancak mikroskopla incelenebilen fosilleri araştıran paleontolojinin alt dalıdır.

 Paleontoloji bu şekilde araştırmalarıyla yer ilmi olan jeolojiye de yardımcı olmaktadır. Bu şekilde yapılan araştırmalar neticesinde tam olarak zamânımıza kadar gelebilmiş fosil zincirine rastlamak mümkün değildir.