主要從事古魚類學、比較形態學、中生代晚期及新生代地層、古地理學及生物進化論的研究。她開創性的工作為水生脊椎動物向陸地的演化提供了化石證據。發表論文55 篇,出版專著6 部。
曾獲中國科學院自然科學獎一等獎、何梁何利獎、羅美爾- 辛普森終身成就獎、世界杰出女科學家成就獎。曾任國際古生物協會主席、中國古生物協會理事長等職務。