Paleoaplinkos rekonstrukcija (dar vadinama paleoklimatine rekonstrukcija) nurodo rezultatus ir tyrimai atlikti siekiant nustatyti, koks buvo klimatas ir augmenija tam tikru metu ir vietoje praeitis. Klimatas, įskaitant augmeniją, temperatūrą ir santykinę drėgmę, per tą laiką labai skyrėsi nuo ankstyviausio žmogaus apgyvendinimo žemės planetoje tiek iš natūralių, tiek iš kultūrinių (žmogaus sukurtų) priežastys.
Klimatologai pirmiausia naudokite paleoaplinkos duomenis, kad suprastumėte, kaip pasikeitė mūsų pasaulio aplinka ir kaip šiuolaikinė visuomenė turi pasiruošti ateinantiems pokyčiams. Archeologai naudoja paleoaplinkos duomenis, kad padėtų suprasti archeologinėje vietoje gyvenusių žmonių gyvenimo sąlygas. Klimatologams naudingi archeologiniai tyrimai, nes jie parodo, kaip praeityje žmonės išmoko prisitaikyti ar nepavyko prisitaikyti prie aplinkos pokyčių ir kaip jie sukėlė aplinkos pokyčius ar padarė juos dar blogesnius ar geresnius veiksmai.
Duomenys, kuriuos renka ir interpretuoja paleoklimatologai, yra žinomi kaip tarpiniai įtaisai, stendai, ko negalima tiesiogiai išmatuoti. Mes negalime keliauti atgal laiku, kad pamatytume tam tikros dienos, metų ar amžiaus temperatūrą ar drėgmę nėra rašytinių klimato pokyčių įrašų, kurie mums duotų tuos duomenis, senesnius nei porą šimtų metų. Paleoklimito tyrėjai remiasi biologiniais, cheminiais ir geologiniais praeities įvykių, kuriems įtakos turėjo klimatas, pėdsakais.
Pagrindiniai klimato tyrinėtojų naudojami įgaliotiniai yra augalų ir gyvūnų liekanos dėl floros ir regiono fauna rodo klimatą: pagalvokite apie baltuosius lokius ir palmes kaip vietinių rodiklius klimatas. Identifikuojami augalų ir gyvūnų pėdsakai svyruoja nuo sveikų medžių iki mikroskopinių diatomių ir cheminių parašų. Naudingiausi likučiai yra tie, kurie yra pakankamai dideli, kad būtų galima juos atpažinti pagal rūšis; šiuolaikinis mokslas sugebėjo identifikuoti daiktus, tokius mažus kaip žiedadulkės grūdai ir sporos augalų rūšims.
Įgaliojimas gali būti biotinis, geomorfinis, geocheminis ar geofizinis; jie gali registruoti duomenis apie aplinką, kurie svyruoja nuo metų, kas dešimt metų, kiekvieną šimtmetį, kiekvieną tūkstantmetį ar net tūkstantmečius. Tokie įvykiai kaip medžių augimas ir regioniniai augmenijos pokyčiai palieka pėdsakų dirvožemiuose ir durpių telkiniuose, ledyniniame lede ir morenose, urvų formacijose bei ežerų ir vandenynų dugnuose.
Tyrėjai remiasi šiuolaikiniais analogais; tai yra, jie lygina išvadas iš praeities su radiniais, esančiais dabartiniame klimate visame pasaulyje. Tačiau pačioje senovės praeityje yra laikotarpių, kai klimatas buvo visiškai kitoks, nei šiuo metu patiriama mūsų planetoje. Apskritai, šios situacijos atrodo dėl klimato sąlygų, kurios turėjo daugiau ekstremalių sezoninių skirtumų nei bet kurie kiti, kuriuos mes šiandien patyrėme. Ypač svarbu pripažinti, kad praeityje atmosferos anglies dioksido lygis buvo mažesnis nei dabar, taigi ekosistemos su mažiau šiltnamio dujos atmosferoje greičiausiai elgėsi kitaip nei šiandien.
Archeologai domėjosi klimato tyrimais bent jau nuo 1954 m. Grahame'o Clarko darbo „Star Carr“. Daugelis dirbo su klimato mokslininkais, norėdami išsiaiškinti vietines sąlygas okupacijos metu. Sandweiss ir Kelley (2012) nurodytos tendencijos rodo, kad klimato tyrinėtojai pradeda kreiptis į archeologinius įrašus, kad padėtų rekonstruoti paleoenetinę aplinką.