古植物學，也被拼寫為古植物學，是植物學的一個分支，研究從地質環境中恢復和鑒定植物遺骸，并將其用于過去環境（古地理學）的生物重建，以及植物的進化史， 與一般生命的進化有關。 同義詞是古植物學。 它是古生物學和古生物學的組成部分。 前綴 palaeo- 的意思是古老的，古老的，源自希臘語形容詞 παλαι??，palaios。 古植物學包括對陸生植物化石的研究，以及對史前海洋光合自養生物的研究，例如光合藻類、海藻或海帶。 一個密切相關的領域是孢粉學，它是對化石和現存孢子和花粉的研究。

古植物學在重建古代生態系統和氣候方面具有重要意義，分別稱為古生態學和古氣候學； 并且是研究綠色植物發育和進化的基礎。 古植物學在考古學領域也變得很重要，主要是為了在相對年代測定和古民族植物學中使用植硅體。

古植物學作為一門科學學科的出現可以在 19 世紀初看到，特別是在德國古生物學家恩斯特·弗里德里希·馮·施洛特海姆、捷克（波西米亞）貴族和學者卡斯帕·瑪麗亞·馮·斯騰伯格以及法國植物學家阿道夫·西奧多的著作中 布朗尼亞特。

真正維管植物的宏觀遺跡最早是在古生代志留紀時期的化石記錄中發現的。 在阿曼奧陶紀時期的巖石中發現了一些分散的、碎片化的化石，主要是孢子和角質層，這些化石的親和力存在爭議，主要是孢子和角質層，它們被認為源自地錢或苔蘚級化石植物（Wellman、Osterloff & Mohiuddin 2003）。

一個重要的早期陸地植物化石產地是 Rhynie Chert，發現于蘇格蘭 Rhynie 村外。 Rhynie 燧石是早泥盆世的燒結礦（溫泉）礦床，主要由二氧化硅組成。 它之所以與眾不同，是因為它保存了幾種不同的植物進化枝，從苔蘚和石松植物到更不尋常的、有問題的植物。 許多化石動物，包括節肢動物和蛛形綱動物，也在 Rhynie Chert 中被發現，它為了解早期陸地生命的歷史提供了一個獨特的窗口。

植物來源的大型化石在泥盆紀晚期變得豐富，包括樹干、葉子和根。 最早的樹被認為是 Archaeopteris，它長有簡單的蕨類植物葉子，螺旋狀排列在針葉樹狀樹干頂部的樹枝上 (Meyer-Berthaud, Scheckler & Wendt 1999)，盡管現在已知它是最近發現的 Wattieza .

石炭紀時期，北美和歐洲廣泛分布的煤沼澤沉積物含有豐富的化石，其中包括高達 30 米的樹狀石松類動物、豐富的種子植物，如針葉樹和種子蕨類植物，以及無數較小的草本植物。

被子植物（開花植物）在中生代進化而來，開花植物的花粉和葉子最早出現在大約 1.3 億年前的早白堊世。

植物化石是植物死后保存下來的部分。 這些化石可能是數百萬年前的史前印象，也可能是只有幾百年歷史的木炭碎片。 史前植物是生活在有記載的歷史之前（大約公元前 3500 年之前）的各種植物群。

植物化石可以通過多種方式保存，每種方式都可以提供有關原始母體植物的不同類型的信息。 這些保存模式在化石的一般頁面中進行了討論，但可以在古植物學背景下總結如下。

• 壓力（壓縮 – 印象）。 這些是最常見的植物化石類型。 它們提供了良好的形態細節，尤其是背腹（扁平）植物部分，如葉子。 如果角質層得以保留，它們還可以產生表皮的精細解剖細節。 通常很少保留細胞解剖學的其他細節。

• 石化（礦化或解剖保存的化石）。 這些提供了植物組織細胞解剖學的精細細節。 形態學細節也可以通過連續切片來確定，但這既費時又困難。
• 模具和鑄件。 這些只會保護更健壯的植物部分，如種子或木質莖。 它們可以提供有關植物三維形態的信息，在樹樁模型的情況下，可以提供原始植被密度的證據。 然而，它們很少保留任何精細的形態細節或細胞解剖結構。 此類化石的一個子集是髓鑄，其中莖的中心是空心的或具有脆弱的髓。