根据研究的不同对象，古生物学分为古植物学和古动物学两大分支。随着近代生产发展的需要和科学研究的深化，古植物学分出了古孢粉学和古藻类学；古动物学分出了古无脊椎动物学和古脊椎动物学；古人类学既是人类学的分支学科，又是古脊椎动物学的分支学科；根据个体微小的动植物化石或大生物体微小部分的研究，又形成了微体古生物的分支学科，在理论和实践上显示出重要的意义 <ref>[https://www.zhihu.com/question/304498371 「古生物学」是一门什么样的学科？]，知乎， 2020-3-8</ref> 。

古生物学的基础学科包括生物学和地质学，开设的课程以这两大学科为主。低年级开设有公共基础课程，如大学英语、大学计算机、思想政治与品德修养等。专业课程在低年级和高年级都有设置，如地球科学概论、古生物学基础、矿物学、岩石学、地史学、自然地理学、古生态学、地层学原理、构造地质学、环境地质学等 <ref>[https://www.sohu.com/a/203904713_771768 【独家解读】古生物学：历史的“活化石”] ，搜狐，2017-11-11</ref> 。