立足古生物学、比较解剖学和功能形态学基础，利用多学科的综合手段，研究脊椎动物物种多样性的形成和发展，重建脊椎动物的系统发育，揭示脊椎动物重要生物类群的起源、演化、灭绝与复苏的生物学机制与环境制约因素；以基础理论研究为主，并积极承担与国家发展目标有关的重大项目,为探讨地球与生命的协调演化以及生物多样性保护、可持续利用提供知识支撑。 

    实验室以基础理论研究为主，紧密围绕世界科学前沿问题，并积极承担与国家发展目标有关的重大项目,为探讨地球与生命的协调演化以及生物多样性保护、可持续利用提供知识支撑。近期研究工作重点包括：

    (1)早期脊椎动物类群的起源、演化及古动物地理；

    (2)东亚晚中生代以来淡水鱼类主要类群的演化格局与地质背景；

    (3)二叠纪、三叠纪脊椎动物群综合研究；

    (4)热河生物群综合研究，包括鸟类飞行起源和恐龙研究；

    (5)哺乳动物的早期系统发育及若干现生类群的起源；

    (6)晚新生代哺乳动物群演替对青藏高原隆升的响应；

    (7)中国古人类体质特征与应用人类学；

    (8)脊椎动物数字形态学。