Палеоэколо́гия (от др.-греч. παλαιος (старый) + οἶκος (жилище, дом) + λογία (учение, наука)) — раздел палеонтологии, изучающий условия и среду обитания, жизнь и взаимоотношения организмов геологического прошлого, а также их изменения в процессе исторического развития[1].
Начало палеоэкологии, как науки во многом было положено работой американского палеонтолога Дж. Г. Симпсона — Tempo and Mode in Evolution, вошедшей также в, так называемую, синтетическую теорию эволюции[2][3]. Заметную роль сыграли исследования бельгийского палеонтолога Л. Долло, называвшего их этолого-палеонтологическими, и австрийского учёного О. Абеля, предложившего термин «палеобиология», который лишь впоследствии был заменён термином «Палеоэкология»[1].
Среди российских деятелей науки, внесших вклад в становление палеоэкологии выделяют таких, как палеонтолог В. О. Ковалевский, показавший примеры эволюционного и палеоэкологического анализа вымерших наземных позвоночных, геолог Н. И. Андрусов, исследовавший ископаемых морских и солоноватоводных беспозвоночных. Заметный вклад внесён русскими геологами и палеонтологами А. П. Карпинским и Н. Н. Яковлевым[1].
Основная часть палеоэкологических исследований касается последних двух с половиной миллионов лет, то есть, четвертичного периода. Доминируют эпохи голоцена и плейстоцена. Это объясняется тем, что более старые сведения представлены в палеонтологической хронологии эволюции существенно хуже[4].
В качестве отправной точки, палеоэкологические исследования используют актуализм — методический подход предполагающий, что в различные геологический периоды действовали одни и те же экологические законы. То есть, экологию ископаемых организмов можно изучить на основе накопленных данных о родственных или подобных современных видах[5].
Целью палеоэкологии является построение подробной модели условий жизни древних организмов, имеющихся сегодня в ископаемом состоянии. Реконструкция осуществляется с учётом сложного взаимодействия между экологическими факторами — температурой атмосферы, питательной средой, степенью солнечного освещения и т. д. Обычно, большая часть подобной информации теряется или искажается в процессе окаменения и диагенеза вмещающих отложений. Однако, она принципиально может быть восстановлена методами статистического анализа имеющихся данных.