Die biologische und kulturelle Evolution der Menschen in ihrer Umwelt ist eine zentrale Frage der Menschheit. Die Forschung des SHEP geht von der Annahme aus, dass die biologische und auch die frühe kulturelle Evolution der Menschen und ihrer Vorfahren wesentlich von Änderungen der Paläoumwelt und des Paläoklimas beeinflusst wurden. Dabei spielte die kulturelle Evolution ab etwa 2,5 Millionen Jahren schrittweise eine zunehmende Rolle. Methoden wie genetische, isotopengeochemische, geologische und geochronologische Verfahren, Klima- und Umweltrekonstruktionen oder Analysen von archäologischen Artefakten werden genutzt, um die Wechselwirkungen zwischen menschlicher Biologie, Kultur und Umwelt zu untersuchen.
Es besteht eine sehr gute Infrastruktur für Forschung und Lehre. Die Forschungen sind geländeorientiert, es finden weltweit zahlreiche Ausgrabungen statt. SHEP Tübingen stellt eine international einmalige Bündelung einschlägiger Forschungskompetenz in den Bereichen Biogeologie, Evolutionärer Anthropologie, Geoarchäologie, Paläobotanik, Paläogenetik, Paläozoologie, Paläontologie, Paläoklimatologie und Urgeschichte dar. Es werden phylogenetische Beziehungen, die Anpassungen in Anatomie und Physiologie an Nahrungsressourcen sowie soziale Interaktionen zwischen frühen Menschen-Arten mittels beispielsweise der virtuellen Anthropologie untersucht. Von besonderem Interesse sind dabei die evolutionären Interaktionen zwischen Pathogenen und Menschen.
Die Publikationsleistung von SHEP ist international führend. Herausragend sind aktuell der ERC Consolidator Grant Crossroads – Human Evolution at the CrossRoads sowie das DFG-Forscherkolleg Words, Bones, Genes, Tools: Tracking Linguistic, Cultural and Biological Trajectories of the Human Past, die in der Arbeitsgruppe Paläoanthropologie angesiedelt sind. Die Arbeit von SHEP verfolgt eine wissenschaftlich und gesellschaftlich relevante Forschungsthematik, die in ihrem Ansatz und ihrer Kohärenz international einmalig ist und große gesellschaftliche Aufmerksamkeit genießt.