新元古代多细胞生物大辐射和后生动物起源
主要从“新元古代多细胞生物大辐射和后生动物起源”、“雪球时期及其后埃迪卡拉纪地层学和年代学”两个方面开展系统古生物学和地层学研究，恢复新元古代沉积古地理，探讨早期生命与环境的相互作用关系。
古生代生物多样性事件及生态系统演变
聚焦“奥陶纪生物大辐射与古环境协同演化”、“志留纪生物复苏、多样性与环境演变”两个主要问题，为该时期生物与环境协同演化提供实证，探讨与古生物密切相关的生烃条件、储集条件和盖层条件变化，服务油气、页岩气的地质调查与勘探选区工作。
中新生代生物多样性与现代型生态系统
重点开展“南漳-远安动物群与海生爬行动物的演化”、“新生代陆生生物组合和环境效应及其对人类文明的影响”两方面关键问题开展研究，立足重要化石资源，注重成果转化，服务地方经济发展和乡村振兴。