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孢粉学研究的基础部分为植物学的一部分，主要为孢粉的形态、分类及生理、[[生化]]等方面。其应用部分则各有侧重，古孢粉学或称地质孢粉学主要为[[地层]]对比、寻找有关矿产，尤其是煤和石油以及其他陆相沉积矿产服务。还应用于古生态、古[[环境]]、古地理、古[[气候]]学的研究。

考古孢粉学可以为考古学家对古遗址的研究提供气候、植被等方面的情况。农业孢粉学用于[[土壤]]、养蜂、动物粪便等方面的[[分析]]，以解决土壤形成环境，蜜源植物的来源及寻找食草动物、食虫动物间[[食物链]]的组成及其相互关系以及[[虫媒]]花的媒介等。[[医学]]孢粉学用来寻找某些致病孢粉及其治疗和在[[法医学]]中作为寻找罪犯、判定犯罪现场等的线索，以至作为判罪的重要证据。食物孢粉学是近来才兴起的，人们可以通过对孢粉的成分的研究或研究对其有机质壁的破碎[[方法]]等，为人类食品提供重要的[[微量元素]]及[[有机化合物]]的补充等。