Paleoenmiljörekonstruktion (även känd som paleoklimatrekonstruktion) hänvisar till resultaten och undersökningar som genomfördes för att bestämma hur klimatet och vegetationen var på en viss tid och plats i det förflutna. Klimatinklusive vegetation, temperatur och relativ luftfuktighet har varierat avsevärt under tiden sedan den tidigaste mänskliga bebyggelsen av planeten jorden, från både naturliga och kulturella (mänskliga) orsakar.
klimatforskare använder i första hand paleo-miljödata för att förstå hur miljön i vår värld har förändrats och hur moderna samhällen måste förbereda sig för de förändringar som kommer. Arkeologer använder paleoenmiljödata för att förstå levnadsförhållandena för människorna som bodde på en arkeologisk plats. Klimatologer drar nytta av de arkeologiska studierna eftersom de visar hur människor i det förflutna lärde sig att anpassa sig eller misslyckades med att anpassa sig till miljöförändringar och hur de orsakade miljöförändringar eller gjorde dem värre eller bättre av dem handlingar.
Uppgifterna som samlas in och tolkas av paleoclimatologer är kända som proxy, stand-ins för vad som inte direkt kan mätas. Vi kan inte resa tillbaka i tiden för att mäta temperaturen eller fuktigheten för en given dag eller år eller århundrade, och där är inga skriftliga register över klimatförändringar som skulle ge oss dessa detaljer äldre än ett par hundra år. I stället förlitar sig paleoklima forskare på biologiska, kemiska och geologiska spår av tidigare händelser som påverkades av klimatet.
De främsta proxyerna som används av klimatforskare är växt- och djurrester på grund av typen av flora och fauna i en region indikerar klimatet: tänk på isbjörnar och palmer som lokala indikatorer klimat. Identifierbara spår av växter och djur varierar i storlek från hela träd till mikroskopiska kiselarter och kemiska signaturer. De mest användbara resterna är de som är tillräckligt stora för att kunna identifieras för arter; modern vetenskap har kunnat identifiera objekt så små som pollen korn och sporer för växtarter.
Proxy-bevis kan vara biotiska, geomorfiska, geokemiska eller geofysiska; de kan spela in miljödata som sträcker sig i tid från årligen, vart tionde år, varje århundrade, varje millennium eller till och med flera årtusenden. Händelser som trädtillväxt och regional vegetationsförändring lämnar spår i jordar och torvavlagringar, isis och moräner, grottformationer och i botten av sjöar och hav.
Forskare förlitar sig på moderna analoger; det vill säga, de jämför resultaten från det förflutna med de som finns i nuvarande klimat runt om i världen. Det finns emellertid perioder i det gamla antika förflutna då klimatet var helt annorlunda än vad som för närvarande upplevs på vår planet. I allmänhet verkar dessa situationer vara ett resultat av klimatförhållanden som hade mer extrema säsongsskillnader än vi har upplevt idag. Det är särskilt viktigt att inse att koldioxidhalten i atmosfären var lägre tidigare än i dag, så ekosystem med mindre växthusgas i atmosfären uppförde sig troligen annorlunda än de gör idag.
Arkeologer har varit intresserade av klimatforskning sedan åtminstone Grahame Clarks 1954 arbete på Star Carr. Många har arbetat med klimatforskare för att ta reda på de lokala förhållandena vid ockupationen. En trend identifierad av Sandweiss och Kelley (2012) antyder att klimatforskare börjar vända sig till den arkeologiska posten för att hjälpa till med återuppbyggnaden av paleoen miljöer.