Некоторые методы, которые используют учёные для изучения палеонтологической летописи:

• Макроскопическое определение ископаемых остатков. 5 Для уточнения деталей строения скелета делают разрезы и пришлифовки отпечатков. 5
• Изучение в ориентированных палеонтологических шлифах. 5 Так исследуют ряд ископаемых организмов (фораминиферы, губки, археоциаты, кишечнополостные, мшанки и другие). 5
• Применение технических средств. 4 Для изучения фоссилий используют лупу, стереоскопические, поляризационные и электронные сканирующие микроскопы, фотоаппарат, рентгеноустановки, микроанализаторы (для определения химического состава ископаемых), томограф. 4
• Использование радиоизотопного метода. 4 С его помощью определяют возраст окаменелых форм жизни. 4

Также в изучении палеонтологической летописи применяют методы сравнительного анализа генома. 2 Они позволяют выстраивать независимую систему органического мира, выявлять филогенетические связи ныне живущих организмов и даже вычислять время расхождения эволюционных ветвей различного таксономического ранга (модели молекулярных часов). 2