A paleozooloxía^[1] (do grego: παλαιον, paleon = vello e ζωον, zoon = animal), é a especialización da paleontoloxía ou paleobioloxía que trata da recuperación e identificación dos restos de animais pluricelulares nun contexto xeolóxico ou arqueolóxico, e do emprego destes fósiles na reconstrución de medios ambientes prehistóricos.^[2]

Os restos obxecto da paleozooloxía atópanse dende o período Ediacárico da era neoproterozoica, pero non son comúns até finais do período Devoniano na segunda metade da era Paleozoica.

Os dinosauros son o grupo de macrofósiles máis coñecidos e populares. Tamén son moi coñecidos os trilobites, crustáceos, equinodermos braquiópodos, moluscos, tiburóns e numerosos invertebrados. Isto débese a que as partes duras como os ósos, dentes e cunchas resisten a descomposición e convértense en fósiles e, pola contra, os organismos con corpos brandos raramente se fosilizan.