Studio degli organismi fossili microscopici e delle strutture di tutti i fossili a livello microscopico. I suoi fini sono: sistematica, filogenesi, strutturistica, paleobiostratigrafia e paleoecologia delle varie forme; studio delle associazioni e loro distribuzione nel tempo e nello spazio; studio delle successioni sedimentarie. La costante e abbondante frequenza nelle rocce dei microfossili, permette alla m. di risolvere problemi stratigrafici altrimenti insolubili. La m. ha specializzazione in diversi campi di ricerca (Alghe, Foraminiferi, Ostracodi, Conodonti ecc.); lo studio dei pollini e delle spore fossili prende il nome di palinologia.