W Zakładzie prowadzone są badania taksonomiczne, morfometryczne i tafonomiczne węży, ptaków oraz ssaków, zarówno współczesnych jak i kopalnych, ze stanowisk polskich i zagranicznych.
Studia herpetologiczne prowadzone w ostatnich latach koncentrują się głównie na szczątkach węży pochodzących z różnych krajów zachodniej Palearktyki, głównie ze stanowisk oligoceńskich i mioceńskich. Opracowywane są różne szczątki ptaków kopalnych – od dawno wymarłych, datowanych na oligocen (około 30 mln lat temu), do współcześnie żyjących, których kości zachowały się na stanowiskach archeologicznych.
Prowadzone są również badania nad współczesną fauną nietoperzy i osteologią porównawczą ptaków współcześnie żyjących. Znalazły one praktyczne zastosowanie m.in. w opublikowanych kluczach do oznaczania kości ptaków (perkozów, krukowatych, udomowionych).
Prowadzimy także badania zooarcheologiczne i tafonomiczne szczątków ptaków i ssaków z wielu polskich stanowisk archeologicznych m.in. z jaskiń: Obłazowa, Ciemna, Mamutowa, Nietoperzowa oraz stanowisk otwartych: Kraków Spadzista, Zwoleń, Wilczyce. Wspólnie z naukowcami z innych krajów badamy plejstoceńskie stanowiska archeologiczne z różnych krajów Europy np. Pavlov I, Dolni Vestonice II (Czechy), jaskinia Klisoura (Grecja), jaskinia Bacho Kiro (Bułgaria). Badane są zwierzęce szczątki kostne nie tylko ze stanowisk paleolitycznych, ale również ze stanowisk z młodszych okresów historycznych, np. z neolitu – stanowisko Sarakenos (Grecja), z epoki brązu - Asva (Estonia) czy średniowieczne kości zwierzęce z badań archeologicznych prowadzonych w Krakowie na Rynku Głównym i Placu Szczepańskim.
W zbiorach znajdują się szczątki współczesnych gadów, ptaków i ssaków. Bardzo ważną częścią kolekcji osteologicznej są zęby i kości zwierząt plejstoceńskich. Znajduje się w niej jeden z największych w Polsce zbiór szczątków mamuta Mammuthus primigenius liczący kilka tysięcy zębów i kości. Bardzo liczne są również szczątki niedźwiedzia jaskiniowego Ursus spelaeus i renifera Rangifer tarandus. W zbiorach znajdują się również liczne materiały zoologiczne z trudno dostępnych terenów Kuby, Meksyku, Algierii i Syrii. Ta część kolekcji obejmuje unikatowe w skali Polski i Europy okazy współczesne głównie z rzędów Chiroptera i Rodentia. Kolekcja nietoperzy zawiera wiele okazów typowych, głównie gatunków kopalnych, dzięki czemu jest jedną z najważniejszych na świecie.
Posiadamy dużą kolekcję szkieletów współczesnych ptaków liczącą około 5500 okazów (ponad 1000 taksonów). Reprezentowane są w niej nie tylko prawie wszystkie gatunki europejskiej (ponad 500 taksonów) ale również gatunki pochodzące z wszystkich kontynentów (dalszych ponad 500 taksonów). Poza szkieletami w kolekcji Zakładu znajduje się zbiór ptasich jaj, w tym 188 jaj przedstawicieli wszystkich gatunków gnieżdżących się na Antarktydzie podarowanych przez Bolesława Jabłońskiego oraz historyczna kolekcja 2309 jaj zebranych w XIX wieku przez Kazimierza Wodzickiego.