A paleontologia é um ramo da biologia que estuda as pegadas deixadas pelos animais nas rochas durante a sua vida. Embora as pegadas não sejam fósseis de esqueletos, por vezes, podem fornecer informações sobre os animais vivos que não podem ser obtidas a partir de fósseis de esqueletos. Por exemplo, podem revelar a altura, o peso, a velocidade de corrida, os hábitos de locomoção e o ambiente ecológico dos animais, pelo que a paleontologia é muito importante. Por exemplo, no passado, pensava-se que os dinossauros herbívoros gigantes viviam principalmente na água, onde a flutuabilidade apoiava os seus enormes corpos. No entanto, as pegadas de muitos dinossauros herbívoros gigantes encontradas em terra provam que estes podiam andar sobre quatro patas e deslocar-se em terra. Além disso, anteriormente, acreditava-se que os dinossauros eram animais solitários, mas as pegadas revelam que os dinossauros, especialmente os herbívoros, viviam em grupos. Por outro lado, era difícil estimar a velocidade de locomoção dos dinossauros, mas as pegadas permitem determinar com precisão o comprimento das passadas e a velocidade de corrida dos animais.
Os investigadores que estudam a paleoecologia e a paleontologia, especialmente os que estudam os invertebrados marinhos, utilizam as pegadas de trilobites e tubos de minhoca para estudar a localização, a forma, a inclinação e a profundidade das águas das costas antigas, bem como a direção das correntes e o grau de saturação dos sedimentos. Por outro lado, os investigadores que estudam os animais terrestres utilizam as próprias pegadas para reconstituir os pormenores da vida dos mamíferos, das aves e dos dinossauros, bem como as relações entre as diferentes espécies de animais. Alguns investigadores utilizam mesmo a nomenclatura binária para estabelecer um arquivo taxonómico de nível de família das pegadas de dinossauros bem preservadas, permitindo que a paleontologia ocupe um lugar no sistema de classificação biológica.
Segundo os dados estatísticos, as pegadas de dinossauros são muito mais abundantes do que os fósseis de dinossauros. Os cientistas chineses começaram a estudar as pegadas de dinossauros em 1929, quando foram descobertas pegadas de ornitópodes na camada jurássica de Shenmu, no norte da China. Posteriormente, em 1940, foram descobertas mais de 400 pegadas de dinossauros em Chaoyang, no oeste da Liaoning. A partir de 1949, foram descobertas muitas outras pegadas de dinossauros em vários locais. Em particular, em 2001, foram descobertos 10 sítios de fósseis de pegadas de dinossauros e milhares de pegadas numa área de 2 km quadrados em Yanjing, Gansu, com uma escala e uma diversidade sem precedentes na Ásia. Algumas das pegadas de grandes saurópodes tinham 112 cm de comprimento e 76 cm de largura num pé dianteiro, enquanto as pegadas de trás atingiam 150 cm de comprimento e 142 cm de largura, sendo uma das maiores pegadas de dinossauro do mundo. Em 2010, foram descobertas em Zhucheng, Shandong, mais de 3000 pegadas de dinossauros num grande sítio fóssil, mostrando que um grupo de grandes saurópodes estava a migrar em grupo, enquanto outro grupo de grandes terópodes perseguia um grande grupo de aves ornitópodes. Esta pode ter sido a maior cena de caça a dinossauros do mundo.