Mikropaleontologia (czasami określana również jako mikropaleontologia) jest działem paleontologii zajmującym się badaniem mikroskamieniałości. Mikroskamieniałości to skamieniałości na ogół nie większe niż cztery milimetry, zwykle poniżej jednego milimetra. Do ich obserwacji i identyfikacji używa się mikroskopu. W zapisie mikroskopowym reprezentowane jest niemal każde królestwo organizmów. Analiza mikroskamieniałości bywa pomocna przy rekonstrukcji dawnych środowisk i układów stratygraficznych.

Osoby zajmujące się tymi badaniami nazywane są mikropaleontologami. W mikropaleontologii istotne są metody systematyczne, na przykład taksonomia, oraz techniki ilościowe i analizy statystyczne, w tym zastosowania statystyki.

Mikroskamieniałości występują najczęściej w osadach powstających pod wodą, zwłaszcza w środowiskach oceanicznych oraz w wodach jeziornych. Bardzo stare mikroskamieniałości można znaleźć także w skamieniałościach i skałach osadowych (skale). Do oddzielania i oczyszczania mikroskamieniałości od matrycy stosuje się techniki mechaniczne i chemiczne. Na przykład skorupy okrzemków i niektórych innych organizmów są zbudowane z krzemionki; mniej trwałe składniki skały można czasem usunąć kwasem, pozostawiając odporne elementy kopalne.

Mikropaleontologię można podzielić na obszary badawcze w zależności od składu materiału kopalnego. Różne działy stosują odmienne techniki separacji i analizy, ponieważ mikroskamieniałości powstają z różnych minerałów:

Badania nad pyłkami i zarodnikami, obejmujące również ich formy kopalne, prowadzi specjalistyczna dziedzina zwana palynologią.