La historia de la paleontología recorre los esfuerzos para entender la historia de la vida en la Tierra a través del estudio del registro fósil dejado por organismos vivos. Ya que tiene que ver con la comprensión de los organismos vivos del pasado, la paleontología puede ser considerada como un campo de la biología, pero su desarrollo histórico ha estado estrechamente ligado a la geología y el esfuerzo para entender la historia de la Tierra misma.
En la antigüedad, Jenófanes (570-480 a. C.), Heródoto (484-425 a. C.), Eratóstenes (276-194 a. C.), y Estrabón (64 a. C.-24 d. C.) escribieron acerca de los fósiles de organismos marinos que indicaban que su tierra había estado alguna vez bajo el agua. Durante la Edad Media, el naturalista persa Ibn Sina (conocido como Avicena en Europa) trató a los fósiles en su escrito El libro de la curación (1027), en el que propuso una teoría de los fluidos petrificantes que Alberto de Sajonia extendería en el siglo XIV. El naturalista chino Shen Kuo (1031-1095) propondría una teoría del cambio climático basado en evidencia de bambú petrificado.
En la Europa moderna, el estudio sistemático de los fósiles surgió como una parte integral de los cambios en la filosofía de la naturaleza que se produjeron durante la Edad de la Razón. La naturaleza de los fósiles y su relación con la vida en el pasado alcanzó mayor comprensión durante los siglos XVII y XVIII; al final del siglo XVIII la obra de Georges Cuvier decidió un largo debate acerca de la realidad de la extinción, lo que llevó al surgimiento de la paleontología asociada a la anatomía comparada como disciplina científica. El creciente conocimiento del registro fósil también jugó un papel creciente en el desarrollo de la geología, especialmente de la estratigrafía.
En 1822, el término «paleontología» fue acuñado por el editor de una revista científica francesa para referirse al estudio de los antiguos organismos vivos mediante fósiles, y durante la primera mitad del siglo XIX las actividades geológicas y paleontológicas se volvieron más organizadas con el crecimiento de sociedades y museos geológicos y con el número creciente de profesionales geólogos y especialistas en fósiles. Este hecho contribuyó a un rápido aumento del conocimiento acerca de la historia de la vida en la Tierra, y a lograr un importante progreso hacia la definición de la escala temporal geológica basada en su mayoría en evidencia fósil. Dado que el conocimiento de la historia de la vida continuó mejorando, se hizo cada vez más evidente que existía algún tipo de orden sucesivo durante el desarrollo de la vida. Esta afirmación alentaría las teorías evolutivas tempranas sobre la transmutación de las especies.
Durante la segunda mitad del siglo XIX ocurrió una tremenda expansión de la actividad paleontológica, especialmente en América del Norte. La tendencia continuó durante el siglo XX cuando diversas regiones de la Tierra que se abrieron para la recolección sistemática de fósiles, como lo demuestra una serie de descubrimientos importantes en China, cerca del final del siglo XX. Se han descubierto muchas formas transicionales, y actualmente se cuenta con abundante evidencia de cómo se relacionan todas las clases de vertebrados gran parte de ella en forma de formas de transición.2 Durante las últimas dos décadas del siglo XX aumentó el interés en las extinciones masivas y el del papel que juegan en la evolución de la vida en la Tierra. También se renovó el interés en la explosión cámbrica durante la cual surgieron los planos corporales de la mayoría de los filos animales. El descubrimiento de fósiles de la biota de Ediacara y el desarrollo de la paleobiología extendieron el conocimiento de la vida mucho antes del Cámbrico.
