從事古生物學（古無脊椎動物學和古植物學）與地層學研究的國傢級專業機構。簡稱中科院南古所。1950年成立於南京。由李四光創建。前身為中央研究院地質研究所及中央地質調查所等機構的古生物室（組）。50多年來，該所先後有12位科學傢當選為中國科學院院士，有40多位元科學傢在國際學術組織中擔任主席、副主席等60多個重要職務，有200餘項成果獲國傢、中科院及省部級獎勵。1998年以來，該所在地球早期生命起源與演化、澄江江動物群和寒武紀大爆發、最古老的脊索動物、熱河生物群、被子植物的起源、二疊至三疊紀之交的生物大滅絕、全球年代地層系統和界線層型、分子古生物學及其他重要古生物類群的進化古生物學、系統分類學、古生態、古地理、古氣候學等研究領域內作出一系列具有重大國際影響的世界領先或一流水平的原創性成果，並為國傢解決許多能源勘探與開發中的疑難問題；部分重大研究成果在1998、1999、2000、2001、2002年連續5年入選中國十大科技進展；澄江動物群與寒武紀大爆發研究獲2003年度國傢自然科學獎一等獎。擁有近20萬件化石標本，其中15萬餘件為極具科學價值的模式標本，是世界上最重要的古生物標本收藏中心之一。該所為中國的古生物學與地層學在國際上占有重要的一席之地作出貢獻，與英國大英博物館、美國斯密桑博物館一起被國際同行稱為世界三大古生物研究中心。刊物有《古生物學報》（A、B種）、《地層學學報》等。