Палеонтологи изучают древние экосистемы с помощью различных методов, среди которых:

• Изучение ископаемых организмов и связанных с ними останков. 1 К ним относятся, например, раковины, зубы, пыльца и семена. 1 Это помогает интерпретировать жизненный цикл организмов, их взаимодействие с окружающей средой, способы смерти и захоронения. 1
• Использование косвенных признаков. 2 К ним относятся древесный уголь и пыльца, которые предоставляют информацию о пожарах и растительности соответственно. 2 Эти данные можно получить из озёр и торфяников. 2
• Изучение геохимического состава. 34 Исследование минералов и раковин организмов даёт возможность количественной оценки различных параметров, например, палеотемператур. 4
• Анализ высших растений и водорослей. 34 Они являются свидетелями изменений климата. 34 Годовые кольца деревьев дают учёным информацию о смене сезонов, споры и пыльца растений рассказывают о составе древней флоры. 3
• Исследование палеопочв. 4 При изучении древних ландшафтов важное место занимает исследование палеопочв. 4
• Использование планктонных организмов. 4 Изучение планктонных организмов, живущих в толще воды на разных глубинах, и бентосных, обитающих на дне, позволяет судить о характеристиках различных водных масс и течений. 4

Палеонтологи также используют статистический анализ для изучения состава и распределения групп растений или животных. 1