È il settore principe, il primo ad essere stato affrontato dopo la Morfopalinologia. È lo studio dei pollini fossili, che si sono depositati nel tempo e conservati in sedimenti di varia natura ed età (sedimenti torbosi lacustri, marini...). Il suo scopo primario è la ricostruzione della storia della vegetazione e del clima. Un sottosettore in espansione è l'Archeopalinologia, lo studio dei pollini in strati archeologici, in particolare per seguire l'evolversi delle interazioni fra uomo ed ambiente vegetale e delle modifiche del paesaggio connesse alle attività antropiche (disboscamenti, pratiche colturali, introduzione di specie esotiche, ecc.). I collegamenti interdisciplinari si hanno con varie discipline geologiche, paleoambientali ed umanistiche.
Un lago fossile, per esempio, custodito all’interno di altri sedimenti, è simile ad un archivio con tanti cassetti: ogni strato è un cassetto che ha conservato dentro di sé i pollini di tutte le piante che crescevano in quel momento nell’area ad esso circostante, cioè la vegetazione di quell’area.

Polline fossile

Torbiera