长期从事分子考古研究，利用现代分子生物学的技术、方法和手段，开展古代人类和动植物DNA的提取、扩增和测序研究，从分子遗传学角度探讨人类起源与迁徙、农业起源、家养动物驯化等考古学问题。在国内首次将古DNA 技术全面引入到中国家养动物起源与扩散研究当中，开创了动物考古研究的新领域。先后对中国数百处遗址出土的家养动物如马、黄牛、绵羊、山羊和猪等进行了古DNA分析，为研究中国家养动物的起源与扩散、社会经济形态的转变、古代人群的迁徙与经济文化交流活动提供了分子生物学证据。除了古代动物的研究，还开展了针对古代人类的研究，先后完成了山西翼城大河口、江西靖安东周大墓、宁夏彭堡、安徽蚌埠双堆、陕西零口、云南金莲山、蒙古国回鹘墓园等遗址出土古人的DNA分析工作。