Palinologija je znanost o palinomorfih, organskih delcih velikosti med 5 in 500 mikrometrov. Včasih, vendar ne vedno, vključuje preučevanje kremenčevih ali apnenčastih palinomorfov, kot so diatomi ali foraminiferanci. Beseda izvira iz grščine in pomeni »raztresene ali posute oblike«. Tipični palinomorfi so cvetni prah, dinoflagelatne ciste, spore, ostrokodi, fitoliti, akritarhi, hitinozoji in skolekodonti. Drugi preučevani materiali vključujejo delce organske snovi (POM) in kerogen, ki jih vedno najdemo v sedimentnih kamninah. Palinomorfi so lahko sodobni ali fosilizirani in stari milijoni ali celo milijarde let.
Palinologija zajema preučevanje številnih pomembnih mikrofosilov. Zaradi svoje številčnosti nekateri palinomorfi dajejo pomembne namige za datiranje plasti (biostratigrafija) ali sklepanje o klimaktičnih informacijah o davno preteklem geološkem obdobju. Palinologija velja za vejo znanosti o Zemlji in biologije s poudarkom na mikropaleontologiji in paleobotaniki. Tri uporabna orodja za palinologa so 1) kisline, da sežgejo anorganski material in razkrijejo palinomorfe, 2) sito, da ujame delce želene velikosti, in 3) mikroskop, po možnosti močan skenirni elektronski mikroskop, da dobimo podroben pregled. slika preučevanega palinomorfa.
Palinologija je dala različne prispevke k preučevanju zemeljske preteklosti. Na primer, akritarhi, majhni fosili, za katere se domneva, da so večinoma ciste alg, so najzgodnejši dejanski fosili v fosilnem zapisu, ki segajo pred kar dve milijardi let, več kot milijardo let pred pojavom prvega večceličnega življenja. Pred približno milijardo let so akritarhi postali večji in bolj zapleteni, kar je pokazalo evolucijo v enoceličnih organizmih in pridobilo konice, ki nakazujejo prvi pojav obrambe pred plenilcem. Med najhujšo ledeno dobo v zgodovini Zemlje, kriogensko, pred približno 700 milijoni let, so našli številne akritarhe, ki dokazujejo, da so se enocelični organizmi v tem hladnem obdobju dobro obnesli.
Dva pomembna palinomorfa poleg akritarhov sta skolekodonti, čeljusti morskih chaetognath annelid črvov, in kitinozoji, morski palinomorfi v obliki bučke neznane sorodnosti. Skolekodonti nam dajejo informacije o starodavnih okončinah, ki sicer redko fosilizirajo zaradi mehkih teles, in so zaradi hitre evolucije in posebnosti uporabni biostratigrafski označevalci.
Nekateri prvi fosilni dokazi o kopenskem življenju izvirajo iz študij palinologije. Značilnost, ki jo najdemo le v cvetnem prahu kopenskih rastlin, imenovana tetrada, je bila najdena v fosiliziranem cvetnem prahu iz sredine ordovicija, pred 470 milijoni let. To je verjetno izviralo iz rastline, kot sta jetrnica ali rogoz, med prvimi, ki so kolonizirale zemljo. Prvi dejanski makrofosili rastlin se v fosilnih zapisih pojavijo šele v zgodnjem siluriju, pred približno 440 milijoni let.
Palinologijo lahko uporabimo tudi za lovljenje prevarantov. Če se morilec skrije v grm pred ali po storitvi kaznivega dejanja, je lahko prekrit z značilnim cvetnim prahom iz tega grma. Palinološki test na oblačilih osumljenca ga lahko tako razbremeni ali obsodi. To se imenuje forenzična palinologija.