Изучением ископаемых остатков вымерших организмов, восстановлением их облика, выявлением сходства и различий древних и современных видов занимается наука палеонтология. Сопоставление палеонтологических находок, полученных из геологических пластов разных эпох, дает возможность проследить развитие органического мира во времени, установить связи вымерших форм с современными. Поскольку вымерших животных извлекают из земных слоев, их называют ископаемыми. От древних животных чаще сохраняются твердые части - окаменевшие останки. Современный животный мир является результатом длительной эволюции животных, существовавших в предыдущие эпохи.
Виды, практически полностью вымершие в прошлые геологические эпохи и сохранившиеся на нашей планете с древних времен в почти неизменном виде, называют "живыми ископаемыми" или реликтами.