Paleodemogrāfiju dēvē arī par aizvēsturisko demogrāfiju (prehistoric demography). Tā ir viena no nozīmīgākajām bioarheoloģijas pētniecības jomām. Paleodemogrāfiskie pētījumi pamatojas uz cilvēku skeletu palieku analīzi, kā arī kapulauku un kapsētu arheoloģiskā konteksta analīzi. Paleodemogrāfija pēta aizvēsturisko populāciju bioloģisko adaptāciju, mirstības, dzimstības, migrācijas un cilvēka evolūcijas procesus. Iedzīvotāju dzīves ilgumu, reprodukcijas tempus un dabisko pieaugumu ietekmē apkārtējās vides bioloģiskie aspekti (klimats, uztura bioķīmiskais sastāvs) un sociālie faktori (ražošanas veida ekonomiskā efektivitāte, epidemioloģiskā situācija, sociālā noslāņošanās). Paleopopulāciju demogrāfija ir atkarīga no sociāli ekonomiskās situācijas. Tā atspoguļo populācijas lokālās dzīves īpatnības, raksturo iedzīvotāju veselību, uztura paradumus un dzīves kvalitāti kopumā. Tradicionāli paleodemogrāfija balstījās uz bioarheoloģisko (kaulu materiālu) pierādījumu morfoloģiskajiem pētījumiem. 21. gs. 20. gados tiek piesaistīti arī arheoloģiskie dezoksiribonukleīnskābju (DNS) un ķīmisko elementu stabilo izotopu dati.