Особенности методов палеонтологических исследований заключаются в следующем:

• Определение возраста пород с помощью изучения ископаемых организмов. 1 Для этого используют руководящие ископаемые, которые должны иметь быструю эволюцию, небольшое вертикальное и широкое горизонтальное распространение, характерные черты, хорошую сохранность и частую встречаемость. 1
• Статистические методы. 1 Например, процентно-статистический метод, при котором определение относительного возраста изучаемого слоя производится путём подсчёта процентного содержания общих видов ископаемых форм с формами эталонного разреза. 1 Также для корреляции разрезов применяют биометрический метод, основанный на математической обработке результатов измерений различных признаков организмов. 1
• Эволюционные методы. 1 Например, филогенетический метод, в основе которого лежит принцип установления родственных связей между организмами, и биогенетический (сравнительно-анатомический или сравнительно-эмбриологический) метод, изучающий онтогенез (индивидуальное развитие организма), то есть прослеживающий стадии развития особи от зародыша до взрослого состояния. 1
• Нахождение переходных форм. 2 Обнаружение организмов с признаками двух или более групп свидетельствует об их эволюционном родстве. 2
• Реконструкция филогенетических рядов. 2 Последовательные слои пород содержат остатки видов, изменяющихся во времени. 2 Это позволяет выстроить ряды, демонстрирующие постепенные изменения организмов в процессе эволюции. 2
• Изучение массовых вымираний и радиаций. 2 Палеонтология исследует периоды массовых вымираний и последующего появления новых форм жизни, отражая динамику эволюционных процессов. 2