微古生物学（有时也拼成微古生物学）是古生物学中研究微化石的分支。微化石是指一般不超过四毫米的化石，通常小于一毫米。用显微镜来研究它们。在微化石记录中，每个生物王国都有代表。微化石可以提供过去生态环境的重要信息。

研究微古生物的人被称为微古生物学家。分类学和统计学是微古生物学的重要组成部分。

微化石最常见于水底形成的沉积物中，特别是海水或湖水。非常古老的微化石可能在岩石中被发现。用特殊的技术将微化石从岩石中分离出来。例如，硅藻和其他一些生物的壳是由二氧化硅制成的；岩石中的其他物质有时可以用酸去除，只留下二氧化硅壳。

微古生物学可以分为四个研究领域。不同的研究领域使用不同的技术来分离微化石。这是因为微化石是由不同的矿物组成的。

研究花粉和孢子（包括化石）的领域称为古生物学。