Paleontolog kralježnjaka proučava fosile koji potječu od organizama s kralježnicom ili kralješcima, kao što su sisavci i ribe. Ovaj put karijere specijalizirana je niša unutar paleontoloških znanosti, omogućujući znanstveniku da se usredotoči na evoluciju organizama i određeni dobni raspon. Kao rezultat ovih koncentracija, paleontolog kralježnjaka može zaključiti znanstvene činjenice o povijesnoj klimi i navikama organizma.
Ovo proučavanje kralježnjaka također zahtijeva od paleontologa da razumije formaciju stijena i naknadne slojeve koji se javljaju blizu površine Zemlje. Fosili se nalaze u svim glavnim oblicima stijena, uključujući sedimentne, magmatske i metamorfne tipove. Paleontolog kralježnjaka može zaključiti mnoge činjenice o životu organizma, kao što je starost, ovisno o sloju stijene unutar kojeg se nalazi. Duboko zakopani fosili obično su stariji od predmeta pronađenih bliže Zemljinoj površini.
Dokumentacija je još jedna ključna dužnost koju obavlja paleontolog kralježnjaka. Svaki pronađeni fosil mora se temeljito opisati; veličina, boja, tekstura i fosilna orijentacija moraju se zapisati kao detaljne bilješke i spremiti zajedno s više fotografija. Ove bilješke se mogu usporediti s drugim sličnim fosilima pronađenim u prošlosti, omogućujući paleontologu kralježnjaka da vidi napredak u evoluciji.
Mnogo puta će ovaj znanstvenik putovati u različite regije kako bi proučavao fosile nedavno otkrivene. Otkopani fosili obično su kosturi koji nisu vidjeli svjetlo dana od smrti organizma. Ova otkrića paleontolog kralježnjaka mora pažljivo iskopati iz zemlje kako bi se očuvala struktura fosila. Svako slučajno oštećenje fosila tijekom iskopavanja može negativno utjecati na buduća istraživanja, uzrokujući netočne zaključke o životu i navikama organizma.
Drugi aspekt paleontologije kralježnjaka je moguća nastavnička karijera. Mnogi paleontolozi kralježnjaka rade na sveučilištima kao profesori; mogu koristiti visokotehnološke alate i softver koji se nalaze u tim školama kako bi pažljivije proučavali fosile. Ovi znanstvenici mogu podijeliti svoju perspektivu sa studentima, pomažući drugima da nauče umjetnost paleontologije kralježnjaka. Neki studenti mogu zapravo raditi zajedno s profesorom, pomažući u bilježenju i znanstvenom promatranju.
Za rad kao paleontolog kralježnjaka potrebno je steći četverogodišnju fakultetsku diplomu; međutim, mnogi ljudi završavaju daljnji studij kako bi stekli magisterij ili doktorat. Većina sveučilišta u SAD-u neće dopustiti paleontologu kralježnjaka da predaje dok se ne stekne doktorat. Zapravo, neki znanstvenici moraju steći doktorat kako bi mogli dobiti sredstva za nove fosilne studije, osobito ako studija uključuje putovanje i rad u stranoj zemlji.