古生物地理区（paleobiogeographic province）是具有相似类型特征的古生物群栖息的区域，古生物由于来源地和生态的不同，以及受各种自然条件的长期影响，表现出不同的区域特征。古生物地理区又可分为古动物地理区（或简称古动物区）和古植物地理区（或简称古植物区）。例如，早寒武世的三叶虫动物群表明有区域属性，可分出两个较明显的生物地理区：一个是印度—太平洋区，或称为莱得利基虫区，以含莱得利基虫为代表的东方动物群为特征，范围包括东亚和自地中海向东的南亚，以及大洋洲和南极洲；另—个是大西洋区，或称为小油栉虫区，以含有小油栉虫而不含莱得利基虫的西方动物群为其特征，范围包括欧洲西部、西北部和南、北美洲。此外，还有一个在上述两区之间由东方动物群和西方动物群相混生的，包括欧洲西南部和相毗连的非洲北部，以及俄罗斯的亚洲部分直到北美的阿拉斯加中东部为混合生物群区。