史前生命与环境科学研究所主要从事古生物学与地层学的教学和科研工作，具有完整、系统的本科—硕士—博士培养体系。毕业生可进入古生物学、地层学专业的教学和科研机构，地矿、油气、煤炭等资源、能源相关的产业部门和咨询、服务机构，政府部门以及博物馆等公益性机构。
本研究所是在原古生物学与地层学专业的基础上，于2002年组建而成的教学和科研单位。古生物学与地层学专业是北京大学最早的理科学科之一。李四光、葛利普（A. W. Grabau）等著名学者曾在这里任教，至今已有20余位中国科学院院士从这里开始他们的科学研究生涯，为我国地层古生物学事业的发展做出了重大贡献。
古生物学与地层学是生命科学、地球科学和环境科学的交叉学科。主要研究地球表面广泛分布的沉积地层以及赋存于其中的矿产资源，地球历史时期生物的起源、进化和生物多样性的发展历史，地球46亿年以来的环境变化，以及生物与环境的协同演变历史。本学科的研究可使人们认识地质历史中的生物多样性，了解自然历史，可使人类充分认识生物与环境的相互依存关系，为未来全球气候和环境变化提供预测的基础。本学科相关的研究可为石油、天然气、煤炭等资源的勘探、开发提供强有力的支持。
地层学主要致力于全球地层层序的建立以及时序关系的确定，即地层系统的建立、地层的划分与对比。地层学是一切地质工作的基础，许多重要的矿产资源（如石油、天然气）都赋存于沉积地层中。地球具46亿年的演化历史，在这漫长的历史中，地球上生活过形形色色的生物，它们以化石形式保存在不同地质时期的地层中，如鼎鼎大名的三叶虫、恐龙。现今地球上的物种都是漫长演化的结果，而保存在地层中的化石，是记录这一生命演化历程的唯一载体。对化石的研究，构成达尔文进化论的基础。
目前，研究所共有教员12人，其中中科院院士1名、教授7名（包括长江特聘教授1名）、“青年学者”研究员1名、副教授3名。学术队伍梯队合理，研究方向多样，涵盖地球生物学、演化古生物学、地层学、沉积学和古环境研究等多个领域。研究所已在沉积地层学、前寒武纪地球生物学、古生代无脊椎动物与地层学、早期维管植物、中生代地层及脊椎动物群、新生代古环境与古海洋学等方面的研究已经形成优势和特色，已在Nature、PNAS等国际顶级刊物发表多篇论文。研究经费充足，年均项目为20—25项，主要来自于国家自然科学基金、中国地质调查局、高等学校博士学科点专项科研基金等。
研究所教员在国内外学术团体中有广泛任职，如国际地层委员会泥盆纪分会委员、国际地层委员会三叠系分会通讯委员、国家古生物专家委员会委员、中国古生物学会理事、国土资源部化石资源和国家地质公园咨询顾问等，并担任多个国内外学术刊物的副主编或编委，如Palaeoworld、Journal of Palaeogeography、地学前缘、古脊椎动物学报、古生物学报、地层学杂志等。
研究所重视学生培养。目前已有两人获李四光优秀大学生奖（2010、2014），多人获博士生校长奖学金（年均额度4.6-5.8万元），多人获乐-白奖学金、张昀奖学金等。重视国际合作，多名研究生以联合培养方式赴国外高水平大学深造。
近年来毕业生的就业单位包括：中国地质博物馆、中科院南京地质古生物研究所、国家海洋局青岛海洋研究所、中石油勘探开发研究院、兰州大学、云南大学、胜利油田研究院等高校、研究所或国企；或斯伦贝谢等大型跨国企业；或选调为重庆市、成都市等省市的公务员；或出国留学深造，如哥伦比亚大学、美国纽约自然历史博物馆、宾州州立大学等。
