Sistem Karoo, juga dieja Karroo, sistem geologi batuan yang menjalar lebih dari 1.560.000 kilometer persegi (600.000 mil persegi) wilayah Afrika dari Khatulistiwa selatan ke Tanjung Harapan. Rentang waktu Sistem Karoo meluas dari periode Karbon dan Permian (sekitar 359 juta hingga 251 juta tahun yang lalu) ke Zaman Trias Akhir (sekitar 229 juta hingga 200 juta tahun yang lalu). Paling tebal, Karoo terdiri dari lebih dari 10.500 m (35.000 kaki) batu. Kehadiran lapisan batubara, bersama dengan beberapa minyak bumi, menjadikannya penting secara komersial. Yang menarik secara ilmiah adalah pandangan sekilas yang hampir tunggal yang diberikan Karoo untuk kehidupan reptil, terutama reptil therapsid mammallike, di antara jajarannya dapat ditemukan nenek moyang mamalia sejati.
Sistem Karoo dibagi menjadi empat seri, yang dari termuda ke tertua adalah Seri Stormberg (Trias Akhir), Seri Beaufort (Akhir Permian-Trias Awal), Seri Ecca (Permian Awal), dan Seri Dwyka (Permian Awal).
Sedimen karoo bersifat nonmarine dan terdiri dari serpihan, lapisan merah, batulanau, dan sejumlah besar vulkanik. Flora dan fauna Karoo adalah terestrial dan tampaknya mencatat perubahan iklim bertahap menuju kegersangan yang semakin meningkat. Endapan gletser dalam Seri Dwyka dicocokkan dengan endapan kontemporer di Amerika Selatan, India, dan Australia.
