Paleozoologio estas faka scienco parto de la Paleontologio, kiu studas fosiliojn de animaloj. Tiu fako estas la plej konata kaj disvastigata el tiu kaj pro tio foje estas konsiderata kiel nura Paleontologio. Inter fosilioj de animaloj, ĝi pristudas prefere tiujn de jam formortintaj animaloj kaj ties taksonomion. Ĉi tie oni povas konsideri fakojn kiel la Paleoentomologio aŭ la Dinosaŭrologio.
La paleozoologio povas pristudi ĉiajn animalojn laŭ ties fosilioj, ekde la plej simplaj (unuĉelaj) ĝis la plej kompleksaj (vertebruloj). Pli facile estas la studo de tiuj animaloj kiuj posedas skeleton rezistan kaj facile ŝtoniĝintaj (fosiliiĝantaj), kiel ĉe la internaj ostoj de vertebruloj aŭ ĉe la eksteraj restaĵoj, kiel konkoj de moluskoj. Tiuj skeletoj (ĉu internaj ĉu eksteraj) estas taŭgaj por ŝtoniĝo, ĉar ili enhavas karbonaton aŭ silikon. Pli malfacile studeblaj kaj troveblaj estas la animalaj restaĵoj kiuj konsistiĝas el organikaj elementoj, kiel la ĥitino de insektoj.
Paleontologoj malfacile povas pristudi la fosiliajn animalojn kies familio tute formortis. Priskribo, klasado kaj supozoj pri fiziologio, vivmaniero, ktp., estas malfacilaj taskoj por tiuj fakuloj.
Male la studoj pri vertebruloj kiuj ĉiam estis rilataj unu la aliajn multe helpis la disvolvigon de la teorio de evoluado, ĉar la komparaj studoj de anatomioj eĉ komence de la 19-a jarcento jam certigis pri la fakto, ke la animalaj organoj estas interkonektitaj inter si ene de la sama specio, kiel pruvis la franca paleontologo G. Cuvier, tio estas al piedo de bovo korespondas dento de bovo kaj simile.