最大的古生物学和地层学研究机构

中国科学院南京地质古生物研究所，建立于1951年，是世界上规模最大、门类最齐全的从事古生物学和地层学研究的专业机构。

最先发现海洋氧化迟滞20亿年的原因

2021年，中国科学院南京地质古生物研究所朱茂炎团队，采用多种地球化学指标并结合数学模型，首次系统地论证了巨大海洋溶解有机碳库的存在是迟滞元古宙海洋彻底氧化的关键原因。

最先发现地球晚古生代大冰期原因

2021年5月，中国科学院南京地质古生物研究所针对石炭纪杜内期的古海洋环境变化及其与种子植物的演化关系研究表明，种子植物大规模繁盛是导致地球晚古生代大冰期的直接原因。

最先发现地磁倒转频率与强度变化的规律

中国科学家对岩石剩磁机理进行了深入的研究，发现了松山-布容极性转换过程是由多次快速倒转构成，确定了极性转换期间虚地磁极路径环太平洋分布的规律和布莱克亚时的三元结构，发现了晚中生代地磁极性倒转频率与强度变化为负相关的重要规律，将古地磁学研究范畴拓展到认识地球深部动力学过程。 这项有关岩石剩磁机理与古地磁场的研究成果获得2006年国家自然科学奖二等奖。

最先建立人为土纲的土壤诊断体系

南京土壤研究所首次系统地建立了人为土纲的诊断体系，并被国际分类组织（WRB）全盘接受，成为其标准方案，对国际土壤分类作出了重要贡献。该所的中国土壤系统分类研究工作获得了2005年国家自然科学奖二等奖。

最先提出东亚古季风理论

中国科学家最先提出东亚古季风理论。它突破了东亚季风区古气候研究中的冰期-间冰期模式，从环境动力学高度和地球系统科学层次揭示了古季风演变控制东亚季风环境演变的过程、原因、机制及其与全球联系等特征。这一研究获得了1999年国家自然科学二等奖。

最早创立地洼学说

1956年陈国达发现大陆地壳的新构造单元——地洼区，并在此基础上创建了壳体大地构造理论体系。在国内外广泛运用于找矿，取得显著成效。