其研究内容包括生物化石的矿物成分和显微结构构造、化石碎片镜下鉴定，以及生物岩的化石组合和生物相环境。其研究目的是为了对矿化实体化石正确鉴定和合理分类，探索古生物之间的演化关系；鉴定沉积岩中生物化石碎片以确定沉积环境和时代；研究生物沉积岩以推测其含矿远景或开发前景。
研究内容包括：
（1）无脊椎动物化石岩石学：研究原生、海绵、腔肠、环节、节肢、苔藓、腕足、软体、棘皮和牙索动物化石的矿物成分和显微结构构造及其成因和演化。在棘皮动物中还研究镁方解石单晶的C轴定向和构架类型。
（2）脊椎动物化石岩石学：研究硬骨、矿化软骨、牙齿（特别是牙釉质）、鳞片、耳石和蛋壳化石的矿物成分和显微结构构造及其成因和演化。
（3）化石显微构造：研究蛋层及其组合、穿孔和生长纹类型及其成因。
（4）显微结构的分类和演化：研究过渡性结构类型以完善显微结构分类，仔细研究各种结构的接触关系以准确确定演化顺序和相互关系。
（5）化石矿物的种类和演化：用化学和物理方法推断原始镁方解石和碳氟磷灰石。寻找双矿物化石，研究矿物之间的接触关系以确定演化顺序。
（6）化石碎片鉴定方法：用化石形态、显微结构构造和矿物成分，建立系统的、有效的鉴定表和检索系统，类似光性矿物鉴定。
（7）化石组合和生物相环境：鉴定碳酸盐、磷酸钙和非晶硅化石组合，推测它们的相环境。
化石岩石学主要应用偏光显微镜进行研究。采用岩石薄片鉴定其中生物化石碎片，用化石薄片鉴定矿物成分、显微结构构造和形态，也可采用散装薄片或油浸载片直接鉴定直径或厚度小于30μm的微体化石或化石粉末。研究生物晶体轴方位，可用弗氏台。详细研究显微结构的晶体大小、形状和排列，可应用透射电镜和扫描电镜。
研究化石的矿物成分及其离子置换可应用X光衍射仪和红外光谱，也可用X衍射研究矿物晶格和晶面。鉴定生物化石碎片时可按所测得矿物成分、结构类型和形态特征在鉴定表上查阅可能的化石类型，再用显微构造等其他特征加以区别，最后用化石组合分析相环境。
这是一门极有发展潜力的学科，特别是在石油、天然气勘探领域，利用化石岩石学可以有效地解决钻井岩心中的化石碎片或碎屑的鉴定，从而能够顺利地确定地层层位，完成地层对比任务，具有重要的实际意义。