主要开展高等脊椎动物起源、演化和分类研究；建立和完善中国及全球年代地层系统；探讨生物与环境的协同演化关系。
研究方向：
1. 着重中生代和早第三纪兽类研究和下第三系生物地层学研究；
2. 中新世至全新世哺乳动物的分类、起源及进化过程，确定含化石地层年代及探讨其生存时期的自然环境。
近期研究重点：
1. 第四纪哺乳动物演化与生物地层；
2. 新近纪哺乳动物演化及地层；
3. 中生代－古近纪哺乳动物演化。
科研队伍：
室主任：金昌柱
副主任：张兆群
王元青、董为、邱铸鼎、邱占祥、邓涛、刘金毅、李茜、倪喜军、金迅、
刘丽萍、李强、白滨、侯素宽、奥利维、张颖奇、王世骐、毕顺东