A paleontológia és a makroevolúció kapcsolata:

Időbeli bizonyítékok: A fosszíliák közvetlen bizonyítékot szolgáltatnak arra, hogy a múltban milyen élőlények éltek, és hogyan változtak az idők folyamán.

Átmeneti formák: A paleontológusok olyan kövületeket keresnek, amelyek különböző rendszertani csoportok közötti átmenetet mutatják (pl. hüllők és madarak között), alátámasztva a közös ős elméletét.

Az "időbeli korlát": Mivel a makroevolúciós változások hatalmas időtávlatokban (millió években) történnek, a paleontológia durvább beosztású, mint a mikroevolúciót vizsgáló genetika, de elengedhetetlen a hosszú távú folyamatok megértéséhez.

Más tudományágak szerepe:Bár a fosszíliák kulcsfontosságúak, a makroevolúció elméletét ma már a molekuláris biológia (DNS-vizsgálatok), a komparatív anatómia (összehasonlító alaktan) és az embriológia is alátámasztja, amelyek kiegészítik a paleontológiai leleteket.