古气候学是研究地质时期气候形成的原因、过程、分布及其变化规律的学科。即根据物质成分、沉积岩结构特点和生物，按一定的理论和方法推断各地质时代的气候。古气候学的研究与地质学、古生物学、地球化学、同位素化学、大气物理学和天文学等密切相关。
