Paleotseen on kronostratigraafiline üksus (ladestik) ning geokronoloogiline üksus (ajastik). Paleotseen vastab ajavahemikule 65,5...55,8 miljonit aastat tagasi.
Paleotseen kuulub Paleogeeni ajastusse, olles selle vanimaks ajastikuks. Paleotseenile eelneb Hilis-Kriit ning järgneb Eotseen.
Paleotseeni jooksul tekkinud kivimeid Eesti aluspõhjas säilinud ei ole.