Các nhà cổ sinh vật học xác định vị trí, thu thập và nghiên cứu các hóa thạch, theo Falls of the Ohio State Park. Các nhà cổ sinh vật học cũng ghi lại lịch sử sự sống trên Trái đất, từ những vi khuẩn nhỏ nhất đến những con khủng long to lớn.
Công việc của một nhà cổ sinh vật học kéo dài từ việc khám phá tàn tích của cuộc sống cổ đại từ hơn ba tỷ năm trước đến khám phá những di tích chỉ vài nghìn năm tuổi, theo Công viên bang Ohio. Bằng chứng hóa thạch duy nhất mà các nhà cổ sinh vật học không làm việc với là do con người tạo ra. Có một số loại nhà cổ sinh vật học khác nhau, bao gồm những người nghiên cứu vi vật, những người nghiên cứu thực vật và những người nghiên cứu động vật không xương sống và động vật có xương sống.
Vì hơn 99% tất cả các loài sinh vật tồn tại trên Trái đất đã tuyệt chủng, các nhà cổ sinh vật học có một nguồn công việc ổn định, theo Bảo tàng Sam Noble. Các nhà cổ sinh vật học đầu tiên xác định vị trí nơi có thể tìm thấy hóa thạch và sau đó tham gia vào công việc thực địa gian khổ và thường tốn thời gian để thu thập những hóa thạch đó. Từ những hóa thạch mà họ thu thập được, bảo tàng giải thích rằng các nhà cổ sinh vật học cố gắng tạo ra mối liên hệ giữa các loài đã tuyệt chủng mà họ nghiên cứu và các đồng loại còn sống của chúng. Khi làm như vậy, họ kết hợp các phương pháp thực hành từ nhiều ngành khoa học khác nhau, bao gồm sinh học, địa chất, hóa học, vật lý và toán học.
