La paléoneurobiologie est l'étude de l'évolution du cerveau par l'analyse des endocasts cérébraux pour déterminer les traits et les volumes endocrâniens. C'est une subdivision des neurosciences.
La paléoneurobiologie combine des techniques d'autres domaines d'études, notamment la paléontologie et l'archéologie. Il révèle un aperçu spécifique concernant l'évolution humaine.