古生態学(Paleoecology、palaeoecology)とは地質時代に生息していた古生物の生活と、環境との関係を調べる古生物学の分野の一つ。生態学とも関連するが、生態学そのものではない。化石と地層の堆積物に基づいて復元がなされ、の分布や花粉分析などから生物相を調べ現存する同種や近縁の種類のすむ環境から、太古の環境条件の幅や地理的変化が推察される。地層の堆積状態や海陸分布なども参考となる。動物の習性についても論じられる。