Reconstrucția paleo-ambientală (cunoscută și sub denumirea de reconstrucție paleoclimă) se referă la rezultate și investigațiile întreprinse pentru a determina cum a fost clima și vegetația la un moment și loc anume trecutul. Climat, inclusiv vegetația, temperatura și umiditatea relativă, a variat considerabil în timp încă de la cea mai veche locuire umană a planetei pământ, atât din punct de vedere natural cât și cultural (creată de oameni) cauze.
climatologi folosesc în primul rând date paleo-ambientale pentru a înțelege modul în care mediul lumii noastre s-a schimbat și modul în care societățile moderne trebuie să se pregătească pentru schimbările viitoare. Arheologii folosesc date paleo-ambientale pentru a ajuta la înțelegerea condițiilor de viață pentru persoanele care au trăit pe un sit arheologic. Climatologii beneficiază de studiile arheologice, deoarece arată cum oamenii din trecut au învățat cum să se adapteze sau nu au reușit să se adapteze la schimbările de mediu și modul în care au provocat schimbări de mediu sau le-au înrăutățit sau mai bine acțiuni.
Datele care sunt colectate și interpretate de paleoclimatologi sunt cunoscute ca reprezentanți, stand-ins pentru ceea ce nu poate fi măsurat direct. Nu putem călători înapoi în timp pentru a măsura temperatura sau umiditatea unei zile sau an sau secol dat și acolo nu există înregistrări scrise ale schimbărilor climatice care să ne ofere aceste detalii mai vechi de câteva sute de ani. În schimb, cercetătorii paleoclimatici se bazează pe urme biologice, chimice și geologice ale evenimentelor din trecut care au fost influențate de climă.
Proxy-urile primare utilizate de cercetătorii climatici sunt resturile vegetale și animale, deoarece tipul de floră și fauna dintr-o regiune indică climatul: gândiți-vă la urșii polari și palmieri ca indicatori ai locali climate. Urmele identificabile ale plantelor și animalelor variază ca mărime, de la copaci întregi până la diatomee microscopice și semnături chimice. Cele mai utile rămășițe sunt cele suficient de mari pentru a fi identificate speciilor; știința modernă a reușit să identifice obiectele la fel de minuscule polen boabe și spori pentru speciile de plante.
Dovada proxy poate fi biotică, geomorfă, geochimică sau geofizică; ele pot înregistra date de mediu care variază în timp de la an, la fiecare zece ani, la fiecare secol, la fiecare mileniu sau chiar la mai multe milenii. Evenimente precum creșterea arborilor și schimbările de vegetație regională lasă urme în solurile și zăcămintele de turbă, gheața și morenele glaciare, formațiunile rupestre și în fundul lacurilor și oceanelor.
Cercetătorii se bazează pe analogi moderni; adică compară descoperirile din trecut cu cele găsite în climatele actuale din întreaga lume. Cu toate acestea, există perioade din trecutul foarte vechi, când climatul era complet diferit de ceea ce se experimentează în prezent pe planeta noastră. În general, aceste situații par a fi rezultatul condițiilor climatice care au avut diferențe sezoniere mai extreme decât cele pe care le-am experimentat astăzi. Este deosebit de important să recunoaștem că nivelurile de dioxid de carbon atmosferice au fost mai mici în trecut decât cele prezente astăzi, deci ecosistemele cu mai puține gaze cu efect de seră în atmosferă s-a comportat probabil diferit decât în ziua de azi.
Arheologii s-au arătat interesați de cercetarea climatică de când lucrează cel puțin Grahame Clark din 1954 la Star Carr. Mulți au lucrat cu oamenii de știință pentru climă pentru a-și da seama de condițiile locale la momentul ocupării. O tendință identificată de Sandweiss și Kelley (2012) sugerează că cercetătorii climatici încep să apeleze la evidența arheologică pentru a ajuta la reconstrucția mediului paleo-ambiental.