Paleolimnologia tarkoittaa "muinaista" limnologiaa eli historiallista vesistötutkimusta. Paleolimnologinen tutkimus selvittää menneisyyden vedenlaadun järven pohjamutaan, sedimenttiin hautautuneesta aineistosta tarvittaessa jopa tuhansien vuosien ajalta.
Paleolimnologinen lähestymistapa on erinomainen työkalu selvitettäessä vesiympäristöjen olosuhteita aikakausilta, joilta ei ole saatavissa suoraa mitattua tietoa. Vesistöjen pohjaan kerrostunut sedimenttipatja on aikajärjestyksessä oleva luonnonhistoriallinen arkisto, johon on taltioitunut vesistön ja sen lähialueen ympäristöhistoria. Tutkimalla vertikaalisen sedimenttisarjan koostumus halutulla tarkkuudella ja ajoittamalla tutkitut kerrokset saadaan luotettava ja kattava kuva menneiden aikojen ympäristöoloista, niissä tapahtuneista muutoksista, muutoksen suunnista ja nopeuksista.
Järven pohjasedimentistä voidaan tutkia eri eliöryhmien jäänteitä, mm. piileviä, surviaissääskiä, vesikirppuja sekä kasvijäänteitä ja siitepölyjä. Sedimentistä on myös mahdollista selvittää sen geokemiallinen koostumus tai pigmenttejä. Tässä kuvattu paleolimnologinen menetelmä tutkii vesistön ympäristöhistoriaa piileviä hyödyntäen. Vastaavasti voidaan tarkastella myös muita eliöryhmiä. Piilevät ovat mikroskooppinen leväryhmä, joka elää kaikissa vesistöissä ja reagoi suhteellisen nopeasti ympäristössä tapahtuviin muutoksiin. Muutokset piilevien lajisuhteissa kertovat niiden elinympäristössä tapahtuneista muutoksista.
Ecomonitor Oy:llä on kehittänyt käyttöönsä Itä-(Kaakkois)Suomen vertailuaineiston, joka käsittää n. 90 järveä. Sen avulla voidaan mallittaa mm. veden fosforipitoisuus, pH, orgaanisen hiilen kokonaismäärä, liuennut kokonaistyppi ja väriluku. Tämän lisäksi käytämme muita vapaasti hyödynnettäviä vertailuaineistoja järvien menneiden olosuhteiden selvittämiseen.