Écologie de la préhistoire, allant d'environ 10 000 à environ 3,5 × 10 ⁹ ans. Bien que les principes de la paléoécologie sont les mêmes que celles qui sous-tendent l'écologie moderne, les deux champs effectivement diffèrent grandement. Paléoécologie est une science historique qui doit s'appuyer sur des données empiriques de fossiles et leurs roches sédimentaires englobantes de tirer des conclusions sur les conditions passées.

Des approches expérimentales et mesure directe des paramètres environnementaux, qui sont des composantes essentielles de l'écologie moderne, sont généralement impossibles dans la paléoécologie. En outre, la distorsion et la perte d'information au cours de la fossilisation des moyens que les distributions et les assemblages fossiles sont rarement congruentes avec les communautés de vie. Par conséquent, la résolution des anciens écosystèmes doit rester relativement imprécise. Le manque de précision est compensée par le fait que paléoécologie traite des processus qui se produisent au cours de vastes étendues de temps qui ne sont pas disponibles à l'écologie moderne. Les changements à long terme dans les communautés (remplacement) peuvent être discernées et liés à des changements environnementaux. De façon plus significative, les tendances générales des changements écologiques de la biosphère mondiale peuvent être documentés ; paléoécologie évolutive met l'accent sur la reconnaissance et l'interprétation des tendances écologiques à long terme qui ont été critiques à façonner l'évolution.