古生物学(地球生物学-Geobiology)用化石和古老生命痕迹进行生物学研究、探讨古代生命的特征和演化历史、讨论重大的生命起源和生物绝灭与复苏事件、探索地球演化历史和环境变化等方面的基础性学科。现代古生物学是生命科学、地球科学和环境科学的交叉学科。

它的研究侧重于实现三大目标:地史中的生物多样性研究、各生物门类的系统演化关系研究以及古代环境-气候与生物界之间的协同演化关系研究。古生物学与进化发育生物学、分子系统发育学的交叉、融合对深入了解宏演化(Macroevolution)的进程和模式正起到越来越重要的作用。同时，在不同时空尺度下的生命系统与环境之间相互作用和反馈(包括全球变化)的机制研究方面，古生物学具有不可替代的地位。古生物学科在我国自然科学领域中最具显示度，而我们专业已经在两栖-爬行类起源及演化、早期陆生维管植物演化、生物演化与环境相互作用等方面具有明显的学科优势和特色。

芝加哥大学古生物学家塞里诺北京大学地球与空间科学学院的古生物专业设有硕士点、博士点各1个。现有中国科学院院士(兼职)1人，教授5人、副教授5人。教员承担了大量国家重大科学基础研究项目，并与十余个国家科学家开展广泛的国际合作研究，为高素质人才的成长营造了良好的学术氛围。

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古生物学专业设有国家理科基础研究人才培养基地，专门设有"地质奖学金"(人均5000元/年)，以鼓励学生进入本专业学习。该学科的学生除了完成学校以素质培养为主的基础课程外，还要学习地质学和生物学的各类课程，能适应社会各部门的科研、教学、管理需要。