主要研究各地史时期的大植物化石及微植物化石，其范围涵盖系统分类、起源演化、植物区系、部分重要植物种类的整体重建、新生代以来全球环境与气候变化以及环境考古学等多个基础研究，以及煤、油气等资源的勘探、开发等应用研究。主要研究方向包括：特殊植物类群的起源、发育与演化研究；古植物孢粉区系与古环境（古气候、古生态）；植物细胞质化石超微结构；陆地生态系统、植物群与环境的协同演化；生物地层学研究；环境考古学及应用孢粉学研究；能源资源勘探和基础地质研究等等。