中科院古脊椎所是我国目前唯一专门从事古脊椎动物学、古人类学及相关生物地层学研究的学术机构，现设有古低等脊椎动物研究室、古哺乳动物研究室、古人类及旧石器研究室和环境演化研究室四个研究室，以及周口店古人类研究中心和中国科学院脊椎动物演化与人类起源重点实验室；并设有古生物学与地层学、地球生物学、科技考古专业的博士、硕士研究生培养点和博士后科研流动站。
中科院古脊椎所建有国内规模最大的古脊椎动物、古人类化石及石器标本的标本馆，馆藏标本达20万件；建有世界规模最大、条件最齐全的标本修理室，业务涵盖了化石修理、模型制作、复原装架、标本清绘、生态复原制图、化石照相等；拥有一个对公众开放的中国古动物馆，每年接待国内外观众10余万人；挂靠学会有中国古脊椎动物学分会、中国第四纪科学研究会古人类—旧石器专业委员会、中国第四纪科学研究会地层专业委员会。主办刊物有《中国古生物志》（丙、丁种）、《古脊椎动物学报》、《人类学学报》、《中国科学院古脊椎动物与古人类研究所集刊》等专业杂志和《化石》、《恐龙》科普杂志。