Основная задача лаборатории – изучение закономерностей исторического развития современных экосистем. Эта задача решается комплексным исследованием отложений различного генезиса – зоогенных отложений в пещерах и нишах, торфяников, археологических памятников, погребенных почв, береговых отложений. Они отражают структуру и вековые изменения экосистем, историю ареалов отдельных видов и групп животных и растений, изменение морфологических особенностей и экологии массовых видов, общую картину эволюции современных биогеоценозов в голоцене. При изучении отложений используются различные методы: радиоуглеродный, остеологический, гельминтологический, спорово-пыльцевой, фитолитный, ботанический, дендроклиматохронологический, анализ стабильных изотопов и др.
Основное внимание уделяется выявлению закономерностей вековой динамики современных экосистем Северного полушария. Для этого за последние годы были изучены прибрежные экосистемы Берингова моря (Чукотка, Командорские и Алеутские острова), лесные экосистемы Европейской части России (Московская, Тверская и Вологодская области) и Северного Кавказа, аридные экосистемы Монголии и пустыни Негев (Израиль), высокогорные экосистемы Эфиопии.