Galvenās pētniecības metodes Paleovides rekonstruēšanā liela nozīme ir iegūto datu izšķirtspējai, pārklājumam un ticamībai. Konkrētā nogulumu slāņa, iežu vai fosilijas vecuma noteikšana jeb datēšana ir būtisks jautājums, jo bez tās nevar rekonstruēt precīzu paleovidi.

Datēšanas metodes un ar tām aptuveni nosakāmais vecums.
Autors: Normunds Stivriņš.
Līdz 20. gs. 50. gadiem galvenokārt lietoja litostratigrāfijas salīdzināšanas metodi – salīdzināja konkrētus nogulumus vienā teritorijā ar citā teritorijā esošajiem nogulumiem. Piemēram, zviedru zinātnieks Lenarts fon Posts (Ernst Jakob Lennart von Post) 1916. gadā atklāja putekšņu metodi, ar kuras palīdzību varēja izveidot pēcledus laikmeta (holocēna) stratigrāfiju purviem. Plašas korelācijas tika veiktas arī ar Blita-Sernandera shēmu, kuru izveidoja norvēģu zinātnieks Aksels Blits (Axel Gudbrand Blytt) un pilnveidoja zviedru zinātnieks Rutgers Sernanders (Johan Rutger Sernander). Shēmas izveides pamatā bija A. Blita, R. Sernandera un L. fon Posta putekšņu pētījumi un atzinums, ka divi koku slāņi purvos norāda uz sausiem apstākļiem (boreālais un subboreālais periods), bet kūdra – uz mitriem klimatiskiem apstākļiem (atlantiskais un subatlantiskais periods). Šis bija pamats holocēna stratigrāfijai lielākajā Eiropas daļā un arī Krievijā. Vēlākie pētījumi pierādīja, ka koku slāņu izplatība purvos ir fragmentāra un to skaits var būt mainīgs, bet putekšņu tipi un proporcijas katrā reģionā var būt dažādas, tādējādi tieša nogulumu korelēšana pēc šīs shēmas ir neprecīza. Turklāt ir noskaidrots, ka Ziemeļeiropā holocēna sākumā (11650–8000 gadi) klimats bija vēss un mitrs, vidus holocēnā (8000–4000 gadi) – silts un sauss, bet vēlajā holocēnā (pēdējie 4000 gadi) dominēja vēss un mitrs klimats. Līdz ar radioaktīvā oglekļa (14C) datēšanas metodes atklāšanu, ar kuru nosaka organisko vielu saturošu objektu absolūto vecumu, Blita-Sernandera shēma zaudēja savu aktualitāti. Mūsdienās ir attīstītas dažādas datēšanas metodes, kuru lietojumu galvenokārt nosaka nogulumu, iežu un fosiliju tips un nosakāmais vecums.
Metodes, ar kurām iespējams aprēķināt un noteikt nogulumu, iežu un fosiliju vecumu, dēvē par absolūtām datēšanas metodēm, bet metodes, kuras norāda aptuveno notikumu vai vides izmaiņu laiku bez konkrētiem gadu aprēķiniem, sauc par relatīvām datēšanas metodēm. Neviena absolūtā datēšanas metode nesniedz pilnīgi precīzu gadu aprēķinu. Piemēram, Zemes vecums ir noteikts, datējot uz Zemes atrastos meteorītus ar urāna-svina (U-Pb) datēšanas metodi. Tā norāda, ka Zeme ir vismaz 4,54 (ar kļūdu ±109 gadi) miljardus gadu veca. Savukārt pleistocēna un holocēna robeža ir noteikta 11 650 (ar kļūdu ±99 gadi) gadi, kas datēta, izmantojot Grenlandes ledāja gadskārtu hronoloģiju. Precīzākas datēšanas metodes ir tieši gadskārtu datēšanas metodes – dendrohronoloģiju (pēta koku gadskārtas), varvju hronoloģiju (pēta laminētus jeb slāņotus okeānu/jūru sapropeļu un ezeru gitijas nogulumus) un ledāju gadskārtu hronoloģiju. Datēšanā nozīmīga ir tefrohronoloģija (pēta vulkānu izvirdumus pagātnē – vulkānisko stiklu/pelnu jeb tefras pētījumi), ko lieto saistībā ar paleoklimatiskiem un paleoekoloģiskiem notikumiem kā hronoloģiskos marķierus. Izmantojot dažādas datēšanas metodes, vides izmaiņas telpā tiek attēlotas cilvēkiem saprotamā laika skalā, izdalot un precizējot Zemes attīstības laika posmus.
Kopš organiskās pasaules evolūcijas baktērijas, augi un dzīvie organismi ir nozīmīgi paleovides indikatori. Pirmie augi, kuri kolonizēja sauszemi kopš paleozoja vidus, aptuveni pirms 470 miljoniem gadu, veicināja skābekļa koncentrācijas palielināšanos atmosfērā. Pašreizējais atmosfēras sastāvs ir pielīdzināms tam, kāds eksistēja pirms apmēram 420–400 miljoniem gadu, līdz ar to arī eksistēja līdzīgi ekosistēmu pamatkomponenti. Piemēram, vairums fosiliju pārstāv mūsdienu sugas un ir atrodamas dažādās Zemes vietās, kas ļauj veikt vides apstākļu rekonstrukcijas, kā arī pētīt ekoloģijas/paleoekoloģijas principus laikā un telpā.
Divas nozīmīgas metodes, kas tiek izmantotas paleovides un paleoainavas rekonstruēšanā, ir putekšņu analīze un augu makroatlieku analīze. Augi savā dzīves ciklā izdala daudz putekšņu vai sporu, no kurām lielākā daļa nogulsnējas uz sauszemes vai ūdenī. Noteiktos labvēlīgos apstākļos (pārsvarā anairobos jeb bezskābekļa vides apstākļos) putekšņi un sporas (arī sēņu sporas) spēj saglabāties pat tūkstošiem un miljoniem gadu. Līdzīgi ir arī ar augu makroatliekām. Tomēr pastāv nozīmīgas atšķirības, kas jāņem vērā, lietojot šīs metodes paleovides rekonstrukcijās. Pirmkārt, katrs augs izdala dažādu putekšņu daudzumu, kuru izkliede vidē atkarīga no klimatiskajiem un ainavas topogrāfiskajiem aspektiem. Otrkārt, pētāmās vietas platība un veids (mitra ieplaka mežā, purvs, ezers, jūra u. c.) nosaka, kāda informācija tiks iegūta – lokāla, ekstra lokāla vai reģionāla.

Attiecība starp pētījuma vietas izmēru un putekšņu avotu.
Autors: Normunds Stivriņš.
Treškārt, kamēr augu makroatliekas norāda uz lokālu auga esamību, putekšņi norāda uz augu esamību lokālā–reģionālā līmenī. Ceturtkārt, putekšņi un augu makroatliekas nesaglabājās pilnībā, tādēļ tās sniedz selektīvu informāciju par kādreizējo augu esamību ainavā, bet vienlaicīgi papildina viena otru.