Mikropaleontoloji (bazen mikropalaeontoloji olarak da yazılır), paleontolojinin mikrofosilleri inceleyen dalıdır. Mikrofosiller genellikle dört milimetreden büyük olmayan ve genellikle bir milimetreden küçük fosillerdir. Bunları incelemek için mikroskop kullanılır. Mikrofosil kayıtlarında organizmaların her krallığı temsil edilmektedir. Mikrofosiller geçmişteki ekoloji hakkında önemli bilgiler sağlayabilir.
Mikropaleontoloji üzerine çalışan kişilere mikropaleontolog denir. Taksonomi ve istatistik mikropaleontolojinin önemli parçalarıdır.
Mikrofosiller en çok suyun, özellikle de okyanus veya göl suyunun altında oluşan tortularda yaygındır. Çok eski mikrofosiller kayalarda bulunabilir. Mikrofosilleri kayadan ayırmak için özel teknikler kullanılır. Örneğin, diyatomelerin ve diğer bazı organizmaların kabukları silikadan yapılmıştır; kayadaki diğer malzemeler bazen asitle çıkarılabilir ve geriye sadece silika kabukları kalır.
Mikropaleontoloji dört çalışma alanına ayrılabilir. Farklı çalışma alanları mikrofosilleri ayırmak için farklı teknikler kullanır. Bunun nedeni mikrofosillerin farklı minerallerden oluşmasıdır:
- Örneğin diyatomelerin kabuklarında bulunan silikon dioksit,
- Tebeşir, örneğin kokolitlerin ve foraminiferlerin kabuklarında,
- Fosfat, örneğin omurgalıların kemiklerinde,
- Örneğin polen ve sporlarda bulunan organik bileşikler.
Fosiller de dahil olmak üzere polen ve sporların çalışma alanına palinoloji denir.


