Лаборатория была организована в 1950 г. профессором С.Н. Боголюбским. Первоначально ее задача состояла в изучении морфологии домашних животных и их диких родичей, позднее основной фокус интересов сместился в область микроэволюции млекопитающих.
С использованием современных молекулярно-генетических, цитогенетических и морфометрических методов проводятся исследования микроэволюционных процессов в популяциях, филогенетические реконструкции эволюции видов и даже истории формирования целых фаун. Изучается влияние глобальных изменений климата на процессы эволюционной диверсификации и генетической дифференциации мелких млекопитающих.
Особое место в исследованиях занимает изучение зон гибридизации между близкими формами, представляющих идеальную природную лабораторию для разработки широкого круга вопросов, связанных с проблемой вида. Изучаются особенности микроэволюционных процессов на выраженном высотном градиенте природных условий и значение последствий межвидовой гибридизации для адаптации отдельных видов к суровым климатическим условиям высокогорья. В широком географическом контексте исследуется генетическая изменчивость голого землекопа – единственного эусоциального вида среди млекопитающих, являющегося уникальным модельным объектом для ряда направлений эволюционной и медицинской биологии.
Также проводятся исследования коэволюции млекопитающих, их патогенов и паразитов.