Subárea da Paleobotânica Climática que se concentra na reconstrução do clima do passado utilizando fósseis vegetais. Seu principal objetivo é compreender como as plantas do passado responderam a variações climáticas ao longo do tempo e utilizar essas informações para reconstruir os climas antigos da Terra. A abordagem da paleoclimatologia vegetal é mais focada em usar os vestígios das plantas, como folhas, pólen, e outros fragmentos, para deduzir as condições climáticas (temperatura, precipitação, concentração de CO₂, etc.) durante as determinadas épocas geológicas.