Ablagerungsmilieu ist ein Begriff aus der Geologie, der die Umweltbedingungen beschreibt, unter denen ein Sediment abgelagert oder ein Fossil eingebettet wurde („Paläoumwelt“). In der Fossilisationslehre spielt das Ablagerungsmilieu eine große Rolle, da das weitere Schicksal des Gesteins oder des Fossils davon abhängt. Als Bezeichnung wird ein Adjektiv in Kombination mit den Begriffen „Sediment“ oder „Ablagerungsgebiet“ verwendet. Der Begriff ist eng verwandt aber nicht deckungsgleich mit dem der sedimentären Fazies, der die Ausbildung eines Gesteins beschreibt, genauer Material, Struktur, Textur, Fossilinhalt usw., wobei alle diese Kriterien von den Umweltbedingungen im Ablagerungsraum abhängen.