A reconstrução paleoambiental (também conhecida como reconstrução paleoclima) refere-se aos resultados e à investigações realizadas para determinar como eram o clima e a vegetação em um determinado momento e local o passado. Clima, incluindo vegetação, temperatura e umidade relativa, variaram consideravelmente durante o tempo desde a mais antiga habitação humana do planeta Terra, tanto natural quanto cultural (feita pelo homem) causas.
Climatologistas use principalmente dados paleoambientais para entender como o ambiente de nosso mundo mudou e como as sociedades modernas precisam se preparar para as mudanças que estão por vir. Os arqueólogos usam dados paleoambientais para ajudar a entender as condições de vida das pessoas que moravam em um sítio arqueológico. Os climatologistas se beneficiam dos estudos arqueológicos porque mostram como os humanos no passado aprenderam como se adaptar ou não conseguiram se adaptar às mudanças ambientais e como elas causaram mudanças ambientais ou as pioraram ou melhoraram ações.
Os dados coletados e interpretados pelos paleoclimatologistas são conhecidos como proxies, substitutos do que não pode ser medido diretamente. Não podemos voltar no tempo para medir a temperatura ou a umidade de um determinado dia, ano ou século, e lá não há registros escritos de mudanças climáticas que nos dariam esses detalhes com mais de duas centenas de anos. Em vez disso, os pesquisadores do paleoclima contam com traços biológicos, químicos e geológicos de eventos passados que foram influenciados pelo clima.
Os proxies principais usados pelos pesquisadores do clima são restos de plantas e animais, porque o tipo de flora e fauna de uma região indica o clima: pense nos ursos polares e nas palmeiras como indicadores da climas. Traços identificáveis de plantas e animais variam em tamanho, desde árvores inteiras até diatomáceas microscópicas e assinaturas químicas. Os restos mais úteis são aqueles que são grandes o suficiente para serem identificáveis pelas espécies; a ciência moderna conseguiu identificar objetos tão pequenos quanto pólen grãos e esporos para plantar espécies.
A evidência de proxy pode ser biótica, geomórfica, geoquímica ou geofísica; eles podem gravar dados ambientais que variam no tempo anualmente, a cada dez anos, a cada século, a cada milênio ou até a vários milênios. Eventos como crescimento de árvores e mudanças na vegetação regional deixam traços em solos e depósitos de turfa, gelo glacial e morenas, formações de cavernas e no fundo de lagos e oceanos.
Pesquisadores confiam em análogos modernos; isto é, eles comparam as descobertas do passado com as encontradas nos climas atuais em todo o mundo. No entanto, existem períodos no passado muito antigo em que o clima era completamente diferente do que está sendo vivenciado atualmente em nosso planeta. Em geral, essas situações parecem ser o resultado de condições climáticas que apresentaram diferenças sazonais mais extremas do que as que experimentamos hoje. É particularmente importante reconhecer que os níveis atmosféricos de dióxido de carbono eram mais baixos no passado do que os atuais, portanto, ecossistemas com menos gás de efeito estufa na atmosfera provavelmente se comportou de maneira diferente do que hoje.
Os arqueólogos estão interessados em pesquisa climática desde pelo menos o trabalho de Grahame Clark em 1954 na Star Carr. Muitos trabalharam com cientistas do clima para descobrir as condições locais no momento da ocupação. Uma tendência identificada por Sandweiss e Kelley (2012) sugere que os pesquisadores do clima estão começando a recorrer ao registro arqueológico para ajudar na reconstrução de paleoambientes.