化石生物学（paleobiology）是对化石进行生物学研究的科学。作为古生物学的一个新兴分支学科，化石生物学强调化石的生物学意义，从生物学角度，运用生物学的原理和方法来研究化石，涉及演化理论、分类系统、功能形态、生态、遗迹、病理等诸多方面，研究方法和内容远比主要为地质学服务，着重于化石分类描述和生物地层研究的传统古生物学广泛而深刻，研究途径也大为增加。化石生物学近年来发展很快，取得许多重要进展。