ทิศทางการวิจัยของศูนย์วิจัยและการศึกษาบรรพชีวินวิทยา คือ ส่งเสริม สนับสนุน และพัฒนาศักยภาพให้ บุคลากร ดำเนินการวิจัยทางด้านบรรพชีวินวิทยา

การบริการด้านงานวิจัย

1. ห้องปฏิบัติการด้านบรรพชีวินวิทยา

• ห้องปฏิบัติการซากดึกดำบรรพ์ขนาดเล็ก (ห้องตัดหิน)
• ห้องปฏิบัติการซากดึกดำบรรพ์ขนาดใหญ่ (ห้องอนุรักษ์ซากดึกดำบรรพ์)
• ห้องปฏิบัติการทางเคมี
• ห้องกล้องจุลทรรศน์
• ห้องคลังตัวอย่างซากดึกดำบรรพ์
• สตูดิโอถ่ายภาพ/แผนที่

2. วิทยากรให้ความรู้ด้านบรรพชีวินวิทยา
3. ให้คำปรึกษาด้านการจัดนิทรรศการ
4. ให้บริการด้านการศึกษาและเปรียบเทียบตัวอย่างในงานวิจัยด้านบรรพชีวินวิทยา
5. ให้คำแนะนำด้านการเขียนบทความวิชาการด้านบรรพชีวินวิทยา
6. ให้บริการยืมอุปกรณ์ภาคสนาม/อุปกรณ์วิทยาศาสตร์/แบบจำลอง ด้านบรรพชีวินวิทยา
7. ห้องสมุดด้านบรรพชีวินวิทยา
8. การรับนักศึกษาฝึกงานด้านบรรพชีวินวิทยา

โครงการวิจัยที่อยู่ระหว่างการดำเนินงาน

1. โครงการความหลากหลายทางชีวภาพ และนิเวศวิทยาบรรพกาลของสัตว์มีกระดูกสันหลังในมหายุคมีโซโซอิกของประเทศไทย
2. โครงการสำรวจซากดึกดำบรรพ์ที่สะสมในชั้นหินมหายุคพาลีโอโซอิกของประเทศไทย
3. โครงการความหลากหลายทางชีวภาพของซากดึกดำบรรพ์สัตว์มีกระดูกสันหลังในแหล่งซากดึกดำบรรพ์ภูสูง (จังหวัดสกลนคร)
4. โครงการการศึกษาวิจัยหากระบวนการอนุรักษ์ไม้กลายเป็นหินที่ยาวที่สุดในโลก ในอุทยานแห่งชาติไม้กลายเป็นหิน (จ.ตาก)

โครงการวิจัยที่ดำเนินการแล้วเสร็จ

1. โครงการความหลากหลายทางชีวภาพของซากดึกดำบรรพ์สัตว์มีกระดูกสันหลังจากแหล่งขุดค้นภูน้อย จังหวัดกาฬสินธุ์
ระยะที่ 1 – 9
2. โครงการวิวัฒนาการและการกระจายตัวทางชีวภูมิศาสตร์ของสัตว์มีกระดูกสันหลังยุคครีเทเชียสตอนต้น ในเขตภาคตะวันออกและตะวันออกเฉียงเหนือของประเทศไทย
3. โครงการ Conservation of one of the world’s most remarkable fossil tree sites: The Petrified Forest Park, Thailand โดย National Geographic
4. โครงการวิจัยภายใต้ความตกลงเพื่อสร้างเครือข่ายและประสานงานทางวิชาการในระดับนานาชาติด้านความหลากหลายทางชีวภาพบรรพกาลของภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ (PalBioDivASE)