Paleoekologi (juga dieja sebagai palaeoekologi) adalah studi tentang interaksi antara organisme atau interaksi antara organisme dan lingkungannya di seluruh rentang waktu geologi. Sebagai sebuah disiplin ilmu, paleoekologi berinteraksi serta bergantung pada paleontologi, ekologi, klimatologi, dan biologi. Sehingga memberikan informasi kepada berbagai bidang.
Paleoekologi muncul dari bidang paleontologi pada tahun 1950-an, meskipun para ahli paleontologi telah melakukan studi paleoekologi sejak pembentukan paleontologi pada tahun 1700-an dan 1800-an. Menggabungkan pendekatan investigasi pencarian fosil dengan pendekatan teoretis Charles Darwin dan Alexander von Humboldt, paleoekologi dimulai ketika para ahli paleontologi mulai meneliti organisme purba yang mereka temukan dan lingkungan yang direkonstruksi tempat mereka hidup. Penggambaran visual dari komunitas laut dan darat di masa lalu telah dianggap sebagai bentuk awal paleoekologi. Istilah "paleoekologi" diciptakan oleh Frederic Clements pada tahun 1916.[1]