Paleogeografie je jedním z odvětví geografie zabývající se společně s historickou geologií zkoumáním a rekonstrukcemi geografických poměrů na Zemi v různých geologických údobích. Snaží se zjistit tehdejší polohy pevnin, horstev a oceánů, včetně jejich rozlohy, nadmořských výšek či hloubek, ozřejmuje dlouhodobé fyzikální geografické změny.
Provádí rekonstrukce batymetrických poměrů moří a orografických tvarů pevnin v určité geologické minulosti. Využívá přitom sedimentárních facií a výsledkem bývají více či méně přesné dedukce často zobrazované v podobě paleogeografických map, mnohdy zatížených nepřesnostmi plynoucími z neúplných znalostí.
Paleogeografie zpracovává, skládá a interpretuje data získaná jinými geologickými obory, nejčastěji to jsou: