古生物地理學的研究大致可分為 3個階段：
�、僭缙陔A段(19世紀中期以前)。在這一時期有不少研究成果。在其《地質學原理》(1830～1833)一書中有專門闡述古生物地理的章節。1855年A.R.華萊士發表了《關于新種形成的規律》，對生物地理分布提出了一些規律，1876年他又發表了《動物的地理分布》。在這一階段，古生物地理學研究是隨著對生物地理學的研究而開始的，生物地理學家都把現代生物的地理分布看作古生物地理分布的繼續，因而附帶地開展了古生物地理研究。
�、诘诙A段（19世紀后期至20世紀中期）。許多地質學家開始古生物地理研究，因為古生物是相的指示者，依靠它可以獲得古代海陸分布、氣候以至礦產形成的寶貴資料。這一時期在理論方面貢獻較大的有的《北美古生物地理：陸橋說》，和E.邁爾的《古生物遷移、擴散和隔離的規律》及南非的A.L.迪圖瓦的《岡瓦納古生物地理與大陸漂移》。
�、鄣谌A段（20世紀中期至今）。古生物地理學開始系統化、理論化，并獲得巨大發展。這是受板塊構造和大陸漂移學說的影響。由于和迪圖瓦等人的工作，古生物地理學成為論證大陸漂移的重要依據。
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