古生物学において、微化石を取り扱う分野が存在する。
生痕化石とは、足跡、巣穴、葉の痕跡、化学的痕跡、骨に残された歯形など、古代生物の活動によって残された痕跡のことである。これらは、その痕跡を残した生物の解剖学的特徴だけでなく、習慣や生息環境についても多くを明らかにする。
化石の年代測定には主に2つの方法が用いられる。
相対年代測定法：相対年代測定法は、様々な化石の年代を比較して相対的な新旧関係を示すものであり、正確な実年代を示すものではない。例えば、地層学は、乱されていない地層の列において、下層の化石が上層の化石よりも古いという事実に基づいている。
絶対年代測定法：絶対年代測定法は、化石の具体的な実年代を提供する。これらの方法は、放射性同位体が半減期と呼ばれる特定の速度で崩壊するという事実に基づいている。もう一つの手法である電子スピン共鳴（ESR）年代測定法は、背景放射線が規定の速度で結晶質鉱物の磁場にもたらす変化を利用するもので、貝殻、歯、サンゴに含まれる炭酸カルシウムの年代測定に使用される。
古代人類のタイムライン
ホモ・ハビリスは、230万〜250万年前に東アフリカのオルドヴァイ渓谷に現れた。
最古のホモ・サピエンスはおよそ26万年前にアフリカに現れた可能性があり、16万〜15万年前には確実に存在していた。ホモ・サピエンスは、アジアのホモ・エレクトスや、ヨーロッパおよび中東のネアンデルタール人と共存していた。
ホモ・ハビリスは、180万〜50万年前に火を意図的に使用していた証拠を示している。
ホモ・ネアンデルターレンシス（ネアンデルタール人）は35万〜25万年前に出現し、氷河期のヨーロッパと西アジアでその後22万年間生存したのち、2万4000年前に絶滅した。
ホモ・サピエンスの人口拡大は、約7万1000年前のスマトラ島トバ火山の大噴火によって一時停止した可能性がある。この影響で地球の気温は1,000年間にわたって低下した。この巨大な火山噴火は1,000平方マイルにおよぶトバカルデラを残した。火山錐が崩壊したことで巨大な窪地が形成され、現在そこには広大な水域が存在し、カルデラ内には隆起ドームである島が位置している。