Paleoøkologi, vitenskapen om samspillet mellom organismer og deres omgivelse i tidligere perioder i Jordens historie. Paleoøkologi er viktig for forståelsen av organismers tilpasning til omgivelsene og kan hjelpe til å forklare hvorfor plante- og dyrearter døde ut. Paleoøkologiske studier anvendes bl.a. ved oljeprospektering for å kartlegge/påvise lovende områder.