A Paleobotânica é um ramo da biologia dentro da paleontologia que estuda os fósseis de vegetais, também denominados fitofósseis (do grego fito = plantas; latim fossillis = extraído da terra), ou seja, os restos mineralizados de plantas que existiram há muitos milhares e milhões de anos, na vida da Terra.

Paleozoologia é o estudo dos fósseis de animais.

Esta divisão provém do facto de durante muitos anos os seres vivos serem classificados quer como plantas - e estudados pelos botânicos - quer como animais - estudados pelos zoologistas. Os arqueólogos também estudam restos fossilizados de plantas e animais, mas no sentido de compreenderem as atividades humanas em determinado período da história da Terra, tais como os hábitos alimentares, a criação de animais ou cultura de plantas, comércio desses organismos, etc.

Paleobotânica vem do grego palaios = antigo; botaniché = botânica, planta, erva. O termo Paleobotânica foi originalmente divulgado por Lester Ward (1885). Tiffney (1985) uniu várias definições aplicáveis à paleobotânica e criou uma definição mais ampla do termo, que segue: “Paleobotânica é a área da ciência que estuda os organismos vegetais sob todas as formas conhecidas de fossilização ou de vestígios nas rochas, considerando a interação sinergística dos organismos com os seus ambientes de vida, no curso do tempo geológico”.

A paleobotânica tem como foco principal o estudo de fósseis do Reino Plantae, mas também estão inclusos fósseis dos Reinos Monera (bactérias e cianobactérias), Fungi (fungos e afins) e alguns do Reino Protista (algas), pois historicamente estes organismos eram classificados como pertencentes ao Reino Plantae.

O estudo das plantas fósseis pode ser utilizado tanto para fins científicos quanto econômicos. Os estudos científicos estão voltados para compreensão da origem, evolução e diversificação das plantas através das idades geológicas, ou seja, a resposta dos vegetais às inúmeras mudanças ocorridas durante milhares de anos na terra. As plantas são produtoras primárias dominantes em todos os ecossistemas terrestres e essenciais para a vida dos animais terrestres, tornando o estudo de plantas fósseis crucial para a compreensão da organização e funcionamento das paleocomunidades. A identificação florística fóssil permite caracterizar mudanças climáticas, avanços e retrocessos florestais, alimentos disponíveis nos diferentes tempos geológicos e como estas características interferiram na formação das flora e fauna atuais. Os principais objetivos da Paleobotânica podem ser resumidos em: (1) a reconstituição das floras pretéritas, (2) a determinação das relações filogenéticas e evolutivas, (3) o reconhecimento da distribuição espacial e temporal das floras, e (4) a reconstituição paleoambiental. A Paleobotânica torna-se economicamente importante nos estudos de vegetais fósseis que sofreram processo de aromatização, que modifica quimicamente os compostos orgânicos dando origem aos compostos (hidrocarbonetos) conhecidos como carvões vegetais e petróleos. A paleobotânica é uma ciência multidisciplinar, dispondo de fundamentos biológicos e geológicos essenciais para o estudo dos fósseis vegetais. Os fundamentos biológicos abrangem os estudos Taxonômicos, Filogenéticos e Evolutivos, com base na anatomia, morfologia e fisiologia vegetal, que promovem descobertas sobre Sucessões Florísticas e Paleofitogeografia. Os fundamentos geológicos referem-se ao ambiente de sedimentação, de vida e de fossilização dos fósseis vegetais, permitindo datações e inferências sobre o ciclo sedimentar. Para a aplicação dos estudos geológicos é necessário à inclusão de várias outras ciências, entre elas:

• Geocronologia: procura estimar o tempo relativo aos ciclos de vida e de fossilização dos fósseis vegetais.
• Paleoecologia: relaciona o espécime com o seu ambiente de vida.
• Estratigrafia: avalia o posicionamento do espécime fóssil na camada rochosa.
• Tectônica: através de reconstituições paleofitogeográficas colabora para o entendimento das grandes extinções e surgimento de importantes grupos florísticos.
• Geoquímica: através da quimiotaxonomia, corroboram os estudos de taxonomia e reconstituição paleoambiental.

Plantas são os organismos mais sensíveis às modificações climáticas em escala continental, sendo assim, plantas fósseis tornam-se fundamentais para o levantamento de mudanças climáticas que afetaram e afetam o ambiente terrestre, fornecendo dados que poder ser incluídos em pesquisas para criação de políticas públicas nas áreas de conservação e ecologia, além de validar modelos climáticos relativos ao aquecimento global. Esta multidisciplinaridade da paleobotânica faz desta ciência uma ferramenta de suma importância, não apenas para estudos biológicos, mas também geológicos conferidos a partir dos estudos das relações de espaço-tempo para a reconstituição da geohistória do planeta.