古生物的分类阶元与生物学相同，即界、门、纲、目、科、属、种，其间还有一些辅助单位如超科、超目、超纲、超门（生物学称总科、总目），亚种、亚属、亚科、亚目、亚纲、亚门等。古生物物种的概念与生物学物种相同，但由于化石不能判断是否存在生殖隔离，故更着重以下特征：

　　①共同的形态特征；

　　②构成一定的居群；

　　③居群分布于一定地理范围。

　　根据以上特征判明的化石种，被认为是自然的生物分类单元，具有客观性。但是往往有些化石种仅根据生物体的某些部分(如植物叶片)的形态确定；或经详细研究发现在同一种名下记述了分属于不同分类单位的部分生物体；或同一分类单位具有几种形态(如性双形现象)，但已被分别给予独立的种名。这些种叫做形态种，以区别于自然单元的种。属也有同样情况。另一不同点是，现代生物学分类中最低单位只有地理亚种，而古生物学分类中还有年代亚种，它是指同一种内，在不同时代分布上其形态特征不同的种群；年代亚种进一步发展，则成为年代种。