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猪、鱼、鸡、羊这些动物是从何时变为家养动物，成为我们日常饮食来源的呢？调皮可爱的猫和狗，又是从何时开始与人类共处生活的呢？这些都是动物考古研究中关注的问题。
通过对动物遗存进行研究，我们不仅可以了解人类何时驯化动物，为何随葬动物，如何利用动物制造工具，还可以通过动物遗存了解古代的气候条件和自然环境。
动物考古最早出现于19世纪早期的法国。当时，法国的爱德华·拉代和英国的亨利·克里斯蒂等人，通过寻找灭绝动物的化石，对遗址进行编年。
进入20世纪后，一些动物学家开始对遗址中出土动物的种类和习性进行研究，逐渐形成了一门新的学科：动物考古学。1976年，在法国第九届先史学与原史学国际会议上，正式成立了国际动物考古学会（International Council for Archaeozoology），简称ICAZ。
中国的动物考古研究之路，则开始于20世纪30年代，当时考古学者对安阳殷墟出土的一些动物遗存进行了鉴定。20世纪80年代以后，一些中国学者将国外动物考古学的理论和方法介绍到国内。历经近百年的发展，如今，中国的动物考古学也逐渐走向成熟。
动物考古研究的整体思路与植物考古相似。动物遗存和植物遗存一样，也分为微小动物遗存和大型动物遗存。微小动物遗存包括食虫类、啮齿类、陆生软体动物、昆虫、海洋软体动物等，通常使用干筛法、水洗法，以及蜡法浮选等方法对其进行采集。
与大型动物相比，小型动物通常对气候和环境更为敏感。因此考古学者倾向于通过微小动物遗存来研究古代的气候和环境。通过动物遗存来研究古代的气候和环境还存在一个前提，即假设古今的动物对环境的适应是一致的，通过动物现今的生活环境，即可推测这些动物所在遗址的古代环境。这样的假设理论，称为均变说。
根据均变说的原理，考古学者通过海洋软体动物遗骸所形成的贝丘遗址，来考察辽东半岛至广西沿海地区的古海岸线和古气候环境，以及古代人们的生活方式。以胶东半岛贝丘遗址为例，结合孢粉分析，胶东半岛在5000年前左右，植被变为以针叶树为主，气候从温暖湿润转向温和略干，发生海退，胶东半岛的贝丘遗址开始消亡。
采集大型动物遗存时，考古工作人员通常采用手工分选、筛选等方法。随后对动物骨骼进行清洗、晾晒、拼对，之后再对其进行鉴定、测量、称重。鉴定动物骨骼时，需要判断其纲、目、科、属、种，有时可根据犄角等动物的关键部位，来判断骨骼所属的物种。另外还要判断动物骨骼的部位、骨骼的年龄和雌雄性别，还要观察骨骼的埋葬痕迹、人工痕迹，以及病理现象等。
完成以上整理和记录后，则需要根据动物骨骼统计不同物种的数量。遗址中出土的动物骨骼通常极为破碎，因此一般不根据出土的标本数量进行统计，而是根据动物下颌骨等特定部位进行统计，这就是动物考古中的最小个体数统计法。
大型动物遗存，通常用于研究古代人类和动物的关系，如研究人类驯养动物、随葬动物、人类的肉食来源等课题。
如何判断动物是野生还是家养？在动物被驯化的初期，其形态特征和野生动物并无差别，只有经过很长时间的驯养之后，家养动物和野生动物才会产生较为明显的差别。因此除了观察形态特征，还需要结合年龄统计、性别鉴定、数量统计等方法，判定该种动物是否为家养动物。
人类出于食用或祭祀等需要，通常会宰杀特定年龄的驯养动物，在饲养某类动物时也会选择特定的性别，如母牛、母鸡等。另外，某地某种动物的丰富数量，也能从侧面证明该种动物应为饲养。
近来，考古学者还可以通过碳氮稳定同位素来分析动物的食物来源，从而判断其是否属于人类驯化的动物；或者通过分析出土动物骨骼中的DNA，来研究不同地区和不同时期动物之间的亲缘关系。
1972年，河北武安磁山遗址（公元前5400年左右）曾出土一些动物骨骼，经鉴定共包括23种动物，其中鹿、猕猴、花面狸等大部分动物应为野生动物，只有猪、狗属于家畜。另外磁山遗址还发现了较多的鸟骨，将其跗跖骨与现代原鸡比对，两者的形态和大小都很相似。且磁山标本稍大于现代原鸡，小于现代家鸡。因此，学者们认为磁山的标本应是原鸡属，是驯养的早期家鸡。这也是目前世界上发现最早的家养鸡。
随葬动物研究，也是动物考古中主要关注的课题。河南舞阳贾湖遗址、河北武安磁山遗址、陕西宝鸡北首岭遗址、湖北枣阳雕龙碑遗址等众多新石器时代遗址中出土的动物骨骼表明，家猪是当时最为常见的随葬动物。为什么新石器时代的人们通常选择家猪随葬？学者们提出了各种文化上的解释，如随葬家猪可能与当时的祭祀仪式或者原始宗教有关，或是为了守护死者，也可能是当时的人们认为这种形式有巫术作用，还有学者认为随葬家猪可能是为了显示财富。
除了家猪，新石器时代的遗址中还随葬狗、绵羊、黄牛等动物。鸡、猪、狗、羊、牛、马是中国古人最早驯养的家畜，后来被称作“六畜”。
除了以上讨论的内容，动物考古还涉及一些生动有趣的研究内容，如骨器制作、骑马研究、绵羊次级产品研究（剪羊毛、挤羊奶）、动物艺术形象研究，等等。