La información que aportan las proteínas enriquece nuestro conocimiento de los restos fósiles. Hasta la fecha, las proteínas más antiguas se han datado en 3, 8 millones de años (Ma), y se han obtenido en cáscara de huevo de avestruz del yacimiento de Laetoli, Tanzania. La paleoproteómica analiza diferencias entre secuencias aminoacídicas de proteínas que desempeñan funciones similares. A través de diferentes técnicas moleculares, podemos obtener información y conocer la historia evolutiva de fósiles cuya antigüedad no permite la conservación del ADN.

Así, esta novedosa disciplina supone una herramienta que contribuye a reconstruir, por ejemplo, las relaciones evolutivas entre especies actuales y extintas de los homininos, estimar el tiempo de la divergencia entre diferentes taxones, así como revisar la filogenia de nuestro grupo evolutivo.