La paleoentomología (del griego palaeos, antiguo, entomos, insecto, y logos, ciencia) es una parte de la paleozoología, disciplina paleobiológica, que se encarga del estudio de aquellos artrópodos extintos y que, por tanto, sólo se pueden estudiar mediante fósiles conservados en rocas sedimentarias u otros productos fósiles, como el ámbar.
Incluye acontecimientos como el paso de los animales a tierra firme, o la capacidad de volar.
Esto se incrementa masivamente al estudiar los restos.
Pocos son los artrópodos que quedan fosilizados, y sin embargo, la mayoría de los fósiles encontrados pertenecen a este grupo.
Otro aspecto muy en auge es el estudio de la aparición de las alas en los insectos pterigotas (los primeros en dominar el vuelo), tema muy controvertido y con muchas y diversas opiniones.