Klimatproxy eller paleoklimatproxy är lämningar från jordens historia som vittnar om hur klimatet sett ut tidigare. Inom paleoklimatologin kan man återskapa och tolka historiskt klimat genom att studera lämningarna. Vanliga klimatproxyer är olika typer av spår från mikrobiellt liv (exempelvis kiselalger och foraminiferer), koraller, iskärnor, och sedimentkärnor. I till exempel sediment kan man återfinna kiselalger, foraminiferer, mikrobiota, pollen och träkol som kan ge ledtrådar till hur klimatet har sett ut under tidigare perioder i jordens historia.