Die Paläolimnologie ist die Wissenschaft, die sich mit dem vergangenen ökologischen Zustand von Inlandgewässern beschäftigt. Sie ist eine Teildisziplin der Paläoökologie.
Sedimente werden auf biologische, chemische und physikalische Parameter untersucht und die Ergebnisse mit modernen Analogen verglichen. Die vertikale kontinuierliche Bearbeitung erlaubt zeitliche Vergleiche.