Brachiopodi a bryozoové v ordovickém vápenci v jižní Minnesotě.
Paleobiologie (někdy též paleobiobiologie) je rostoucí a relativně nová disciplína, která kombinuje metody a poznatky přírodovědné biologie s metodami a poznatky paleontologie věd o Zemi. Někdy je označována jako „geobiologie“.
Paleobiologický výzkum využívá biologický terénní výzkum současné bioty a fosílií starých miliony let k zodpovězení otázek o molekulární evoluci a evoluční historii života. Při tomto vědeckém pátrání se obvykle analyzují makrofosílie, mikrofosílie a stopové fosílie. Nicméně biochemická analýza vzorků DNA a RNA z 21. století nabízí mnoho příslibů, stejně jako biometrická konstrukce fylogenetických stromů.
Výzkumník v této oblasti je znám jako paleobiolog.
Důležité oblasti výzkumu
Zakladatelem či „otcem“ moderní paleobiologie je prý baron Franz Nopcsa (1877 až 1933), balkánský vědec z přelomu století. Známý je také jako baron Nopcsa, Ferenc Nopcsa a Franz Nopcsa von Felsö-Szilvás. Původně tento obor označoval za „paleofyziologii“.
Na druhou stranu, Charles Doolittle Walcott, Smithsonův dobrodruh, bývá uváděn jako „zakladatel prekambrijské paleobiologie“. Ačkoli je nejznámější jako objevitel břidlicových fosilií středokambrijských Burgesských živočichů, v roce 1883 našel tento americký kurátor „první predkambrijské fosilní buňky známé vědě“ – stromatolitový útes tehdy známý jako řasa Cryptozoon. V roce 1899 objevil první akritarchové fosilní buňky, prekambrijský řasový fytoplankton, který pojmenoval Chuaria. A konečně, v roce 1914 Walcott ohlásil „nepatrné buňky a řetězce buněčných těl“ patřících prekambrijským fialovým bakteriím.
Pozdější paleobiologové 20. století také významně figurovali při hledání Archaean a Proterozoic eon microfossils: V roce 1954 popsali Stanley A. Tyler a Elso S. Barghoorn na svém fosilním nalezišti Gunflint Chert 2,1 miliardy let staré sinice a houbám podobnou mikroflóru. O jedenáct let později Barghoorn a J. William Schopf ohlásili jemně zachovanou prekambrijskou mikroflóru na svém nalezišti Bitter Springs v Amadeově pánvi ve střední Austrálii.
Konečně v roce 1993 objevil Schopf na svém 3,5 miliardy let starém nalezišti Apex Chert v Pilbara Craton, Marble Bar, v severozápadní části Západní Austrálie, modrozelené bakterie produkující O2. A tak se paleobiologové konečně zaměřili na původ prekambrijské „kyslíkové katastrofy“.