无脊椎动物学研究组以解释地质事件，特别是古地中海的变化和青藏高原的隆起对物种多样性的影响，以及动物如何适应这些变化为研究目的。强调结合野外调查、形态分类、分子系统学以及系统基因组学等多种方法。研究材料主要是蜘蛛目和端足目，以探讨陆生生物和水生生物对地质事件的不同反应。 

无脊椎动物学研究组是已故沈嘉瑞研究员在1928年建立的，此后到1975年的大部分时间沈嘉瑞研究员是实验室负责人。沈嘉瑞研究员的学生，包括刘瑞玉院士、宋大祥院士等后来都成为无脊椎动物学分支学科的开拓者。宋大祥院士在1975至1995年间领导本实验室的工作，当时的名称是无脊椎动物区系分类研究室，1996年后改称无脊椎动物学研究组。李枢强研究员在过去的16年间是该研究组的负责人。2004到2009年，我们研究组发表了119篇研究论文，其中85篇发表在Systematic Biology等SCI刊物上；2010到2014年间，我们研究组发表了100篇学术论文，其中65篇发表在PNAS等SCI刊物。