Mikropaleontologie (někdy také psaná jako mikropaleontologie) je obor paleontologie, který se zabývá studiem mikrofosilií. Mikrofosilie jsou zkameněliny, které obvykle nejsou větší než čtyři milimetry a běžně jsou menší než jeden milimetr. K jejich studiu se používá mikroskop. V mikrofosiliích jsou zastoupeny všechny říše organismů. Mikrofosilie mohou poskytnout důležité informace o ekologii v minulosti.

Lidé, kteří se zabývají mikropaleontologií, se nazývají mikropaleontologové. Důležitou součástí mikropaleontologie je taxonomie a statistika.

Mikrofosílie se nejčastěji vyskytují v sedimentech, které se tvoří pod vodou, zejména pod vodou oceánů nebo jezer. Velmi staré mikrofosilie se mohou nacházet v horninách. K oddělení mikrofosilií od hornin se používají speciální techniky. Například schránky diatomů a některých dalších organismů jsou tvořeny oxidem křemičitým; ostatní materiály v hornině lze někdy odstranit kyselinou a ponechat pouze křemičité schránky.

Mikropaleontologii lze rozdělit do čtyř oblastí studia. Jednotlivé oblasti studia používají k separaci mikrofosilií různé techniky. Je to proto, že mikrofosilie jsou tvořeny různými minerály:

Oblast studia pylu a výtrusů, včetně fosilií, se nazývá palynologie.