动物考古学的研究对象是考古遗址中出土的动物遗存，其研究目标是认识古代各个地区的动物种类及遗址周围的自然环境特征、探讨古代人类与动物的相互关系及古代人类涉及动物的行为。
中国动物考古学研究经历了自20世纪30年代至80年代的形成时期及20世纪90年代以来的发展时期这样两个阶段。在形成时期的研究工作主要是鉴定考古遗址中出土的动物遗存，而进入发展时期以来，不但其研究内容涉及到古代人类与动物相互关系的各个方面，另外，形态学、统计学、DNA研究和同位素研究等多种方法的有机结合，则进一步提高了动物考古学研究的科学性。从某种角度说，中国动物考古学的发展过程正是中国考古学发展过程的一个缩影。
动物考古学研究人员依据“将今论古”的原则研究古代动物遗存。根据动物分类学认定动物种属与组成；根据动物解剖学判断动物的形态特征；对照动物地理学认识动物的分布范围；根据动物生态学判断动物的多种行为特征。而埋藏学和文化生态学则为我们探讨古代动物遗存的出土背景、研究古代人类与动物相关的各种行为提供科学依据和有益启示。在此基础上，以考古学研究的最终目的及思路为要求开展深入研究。
动物考古学的研究方法包括在考古发掘现场应用全面采集、抽样采集和整体提取等方法采集动物遗存，在室内开展清洗、拼对、鉴定、测量、表面痕迹观察、称重和记录等整理过程。在此基础上对获取的基本信息进行测量数据的比较、定量统计、判定年龄结构、分析动物骨骼上的痕迹、探讨骨器的材料与制作工艺、古DNA分析、碳氮稳定同位素分析和锶同位素分析等。判断家养动物的系列依据包括形体特征、几何形态测量、病理现象、年龄结构、性别特征、数量比例、随葬或埋葬现象、古DNA分析、碳氮稳定同位素分析和古代文献记载等。
狗、猪、羊、牛、马和鸡等六畜在中国起源和出现的时间、地点及动因各异，鱼、鸭、鹅、驴、骡和骆驼等家养动物在中国的驯化历史也相当早。中国家养动物的起源和出现过程大致可以分为“土生土长”与“通过文化交流引进”这样两种模式。中国古代各种家养动物的起源、出现及发展不但保证了人类稳定地获取多种肉食资源及奶制品等，而且在促进农业和手工业生产、增强军事作战能力、推动交通运输等方面也发挥了重要的作用，另外，在人类的精神领域中也有独到的用途。
以中国新石器时代人类获取肉食资源的多种方式为基础，可以建立起由依赖型到初级开发型、再到开发型的发展模式。这个模式始终受制于自然资源的制约，由此可以提出“被动发展论”的观点。历史时期各个地区获取肉食资源的方式在延续各自传统方式的基础上继续发展，家畜饲养业在各个地区分别得到进一步的巩固和发展或推广与普及。
中国古代在随葬和埋葬活动中往往使用家养动物。猪在中国新石器时代的随葬和埋葬活动中扮演了重要的角色。各个地区在随葬和埋葬活动中使用猪的形式既有同一性，又有差异性。除猪之外，往往还使用狗，到新石器时代晚期和末期，出现使用绵羊和黄牛的现象，随葬和埋葬这些家养动物的现象到历史时期一直延续和发展。在商周时期，在部分规格较高的墓葬中一直存在随葬家猪、黄牛和绵羊的前肢的习俗。随着社会复杂化的加剧和等级制度的巩固，在商代都城一级的遗址里，马、黄牛、绵羊、猪和狗都分别在不同种类的祭祀活动中发挥了重要的作用。而在周代的一般聚落里，当时的百姓似乎依然保持着自新石器时代延续下来的用猪和狗进行祭祀的传统，与统治者的祭祀用牲形成鲜明对照。
以新石器时代考古学的各个文化类型为范围进行深入研究，结合古代文献开展进一步探讨是十分必要的。而骨器制作、动物的次级产品开发、动物的艺术形象、动物在战争和劳役中的使用等方面的研究应该成为中国动物考古学研究中新的生长点。中国动物考古学研究在深化研究中国古代的农业史、家畜饲养史、手工业史、战争史、交通史等方面必将发挥独到的作用。