实验室重点开展中国海及西太平洋海洋生物（包括海藻、海洋原生动物、海洋无脊椎动物、海洋鱼类等）的区系分类学、生物地理学、海洋生物多样性的形成和演变机制等重要理论问题；探究海洋生物物种的分子分类学及重要/关键海洋生物类群的系统发育重建，开展以系统发育和生物多样性为基础的进化研究。同时，以我国海洋生物标本入藏量最大、物种数量最多的中国科学院海洋生物标本馆为依托，结合分子生物学及生物信息学的理论和技术，构建海洋生物多样性信息完整、准确的电子信息平台。

①．海洋生物分类与系统发育：研究中国海及相邻海域生物分类、区系、物种形态和分子变异特点，探讨区系的起源、形成及演化，探索利用分子标记进行生物物种的系统发育重建及分子分类学研究。

②．海洋生物多样性和生物地理学：探索利用新技术手段，研究海洋生物的多样性和生物地理学特点、群落构成（尤其是微型、小型和大型底栖生物）及演变机制、环境胁迫状况与保护策略。

③．海洋生物标本资源数字化及信息平台建设：对馆藏的70余万号标本进行标准化整理整合以及DNA条形编码工作，构建信息完整、准确且可共享使用的海洋生物信息平台。