* Štúdium fosílií: Fosílie sú zachované pozostatky alebo stopy zvierat, rastlín a iných organizmov z minulosti. Paleontológovia zbierajú fosílie z hornín a sedimentov a študujú ich, aby sa dozvedeli o zvieratách, ktoré ich vytvorili. Fosílie môžu poskytnúť informácie o veľkosti, tvare, strave a správaní zvieraťa.
* Porovnanie živých a vyhynutých zvierat: Paleontológovia tiež porovnávajú živé zvieratá s vyhynutými zvieratami, aby zistili, ako sa vyvinuli. Štúdiom podobností a rozdielov medzi živými a vyhynutými zvieratami môžu paleontológovia odvodiť evolučné vzťahy medzi rôznymi druhmi.
* Pomocou molekulárnej biológie: Molekulárna biológia je štúdium štruktúry a funkcie molekúl, ako je DNA a proteíny. Paleontológovia môžu pomocou molekulárnej biológie extrahovať DNA z fosílií a porovnávať ju s DNA živých zvierat. To im môže pomôcť určiť evolučné vzťahy medzi vyhynutými a živými zvieratami.
* Používanie počítačového modelovania: Paleontológovia tiež používajú počítačové modelovanie na vytváranie simulácií vyhynutých zvierat. Tieto modely môžu pomôcť paleontológom vizualizovať vyhynuté zvieratá a pochopiť, ako sa pohybovali a správali.
Použitím týchto metód sa paleontológovia dokázali veľa naučiť o vyhynutých zvieratách. Zistili, že vyhynuté zvieratá boli rôznorodou skupinou tvorov, ktoré žili v rôznych biotopoch po celom svete. Dozvedeli sa tiež o vývoji zvierat v priebehu času a príčinách vyhynutia.