Gegenstand der biologischen Anthropologie ist der Mensch. Ihr Ziel ist die Beschreibung, Ursachenanalyse und evolutionsbiologische Interpretation der Verschiedenheit biologischer Merkmale der Hominiden (Familie der Ordnung Primaten, die fossile und rezente Menschen einschließt). Durch die Präzisierung "biologisch" grenzt sich das Fach von anderen Kulturanthropologien ab, obwohl zahlreiche Querverbindungen zu den Kultur- und Sozialwissenschaften bestehen.
In der Lehre und Forschung sind Fragen der molekularen Genetik und Palaeogenetik von nicht-menschlichen Primaten sowie des (prä-)historischen und rezenten Menschen vorrangig.
Die populationsgenetisch-primatologische Forschung untersucht an Primatenarten, inwieweit räumliche Trennungen von Subgruppen, deren “effektive” Größe und Genfluß untereinander vom 
Sozialsystem einer Primatenspezies und ökologischen Parametern des jeweiligen Lebensraumes beeinflusst werden können. Es lassen sich mit diesen Untersuchungen wichtige Faktoren der genetischen Variabilität abschätzen, die eine Grundvoraussetzung für die Anpassungsfähigkeit und das Überleben von Arten in evolutionären Zeiträumen darstellt. Dieser Ansatz ermöglicht ein besseres Verständnis der Evolution menschlicher Diversität und Anpassung an verschiedene Lebenssituationen.
Die phylogenetisch-primatologische Arbeitsrichtung befasst sich neben der Ableitung verwandtschaftlicher “Muster” innerhalb der Primaten mit der Analyse evolutionsbiologisch bedeutsamer “Prozesse”. Schwerpunkt dieser “postgenomischen” Forschung bildet die Analyse der Merkmalsevolution auf Basis des Mensch-Maus Vergleichs, wobei die verschiedenen Primaten unabhängige Realisationen des Evolutionsprozesses auf der Linie zum Menschen darstellen. Im Mittelpunkt steht dabei die Analyse schnell ablaufender Evolutionsprozesse funktionell relevanter DNA-Abschnitte auf Ebene des Genoms (Gesamtheit aller Gene) und des Transkriptoms (Gesamtheit aller RNA-Genprodukte).
Die Paläoanthropologie analysiert den adaptiven Prozeß der Menschwerdung (Hominisation). Da Fossilien keine unmittelbare faktische Information liefern, stützt sich die Rekonstruktion der Stammesgeschichte u.a. auf evolutionsmorphologische, ökologische und soziobiologische Konzepte der Primatologie sowie auf moderne Verfahren der Systematik und Taxonomie.
Die Prähistorische Anthropologie befasst sich mit der biologischen Rekonstruktion früherer Bevölkerungen, deren Überreste biohistorische Quellen darstellen. Für die Bearbeitung ur- und frühgeschichtlicher Skelettreste stehen innovative archäometrische Verfahren zur Verfügung. Am Institut für Anthropologie existiert ein Spurenlabor zur Analyse alter DNA (aDNA); darüber hinaus stehen Mensch-Umwelt-Wechselwirkungen im Blickfeld der Forschung. Die eingesetzten Methoden gestatten Hinweise auf genetische Verwandtschaftsverhältnisse (aDNA), die Rekonstruktion von Ernährungs- und Subsistenzbedingungen und Migrationsbewegungen (Stabile Isotope) sowie von Krankheitsbelastungen (prä-)historischer Populationen (Paläopathologie/-epidemiologie).
Weitere Lehr- und Forschungsschwerpunkte sind die Biologie rezenter Populationen (Körperzusammensetzung, Altern) sowie humansoziobiologische (Partnerwahl, Elterninvestment) und demographische Fragestellungen (u.a. Mortalität, Migration), bei deren Auswertung und Interpretation komplexe biostatistische Verfahren Anwendung finden.
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