Paleontologija, znanost o fosilnim biljnim i životinjskim organizmima iz geološke prošlosti Zemlje. U Istri je važna zbog geološke građe karbonatnih i klastičnih naslaga (geologija), a osobito zbog kvalitetnog građevinskog kamena (kamenolomi) u kojem su očuvani istaloženi mnogobrojni ostatci fosilnih organizama. U usporedbi s ostalim prostorom hrvatskog kopna, Istra je iznimna po brojnosti i raznolikosti otkrivenih mezozojskih i kenozojskih fosilnih vrsta. Paleontološku specifičnost čine fosilne vrste od kojih su mnoge donedavno bile nepoznate. Nazivaju se po istarskim i drugim hrvatskim lokalitetima ili po poznatim hrvatskim geolozima, od kojih su neki istraživali sedimente Istre.

Na površini su najstarije naslage jurski vapnenci i dolomiti, koji su zbog specifičnoga načina taloženja bili rabljeni kao kvalitetan građevinski kamen (Fantazija). Mnogobrojni fosiliferni ostatci različitih veličina i oblika te specifični tragovi sedimentacije vrlo su slikovita izgleda, koji se zadržava pri tehničkoj izradbi i obradbi građev. pločica, ploča, stupova i blokova, pa je zanimanje za takav građevinski materijal u Hrvatskoj i svijetu vrlo veliko. U jurskim naslagama fosila najčešći su hidrozoi ili vodenpolipi (Actostroma istriana), školjkaš (Megadiceras salopeki) te mikrofosili (Salpingoporella istriana, Salpingoporella biokoviensis, Salpingoporella dinarica, Cylindroporella ivanovici). Mlađe su naslage sedimenti kredne starosti s tragovima gmazova i kostima pronađenima uz obalu Istre (dinosauri), dobro uslojene ili gromadaste, sa znatnim brojem vidljivo istaloženih fosilnih ostataka. Fosili krednih naslaga su mikrofosili Makroporella (Pianella) istriana, Makroporella (Pianella) adriatica, školjkaši Distefanella planikana, Lethyosarcolites poljaki, Durania istriana, Durania adriatica, Hippurites (Vaccinites) giganteus medulinus, Hippurites (Vaccinites) anici, Radiolites spinulatus ližnjanicus, Gorjanovićia costata i dr. Najmlađe tercijarne naslage (ugljenosne, laporovite i flišolike) također sadrže vrlo mnogo provodnih fosila, po kojima je određena njihova geološka starost, rasprostranjenost i zastupljenost u odnosu na slične sedimente u Europi i svijetu. Tercijarne naslage obuhvaćaju alveolonske vapnence (Alveolina triestina), lapor s rakovicama (Harpactocarinus punctulatus istriensis), miliolide (Perna istrica), Kozina naslage (Pavonia liburnica, Peneroplis liburnica) i makrofaunu (Lucina cf. illyrica). U kvartarnim naslagama koštanih breča, ali i u pećinskim ili špiljskim sedimentima (pećine ili špilje) pronađeni su koštani ostatci izumrlih sisavaca.