Paleoklimatoloji, Dünya tarihinin en eski dönemlerindeki iklim koşullarının araştırılmasını sağlayan bilim dalıdır. Bu bilim dalında, buz katmanlarından, ağaç halkalarından, kayaç tortullarından, mercanlardan ve kayaçlardan örnekler alınarak eski dönemlerdeki iklim koşulları araştırılır.