în primele sale vârste, Brongniart s-a concentrat pe studiile reptilelor și a publicat Clasificarea Essai dune natural des reptile în 1800, pe care a comparat anatomia reptilelor pentru a le clasifica în diferite grupuri. Cele patru clasificări au fost Chelonia, Sauria, Ophidia și Batrachia. Cu toate acestea, chiar-deși a clasificat Batrachia ca o sub-clasă A Reptiliei, Brongniart a observat o diferență uriașă în anatomia Batrachiei în comparație cu restul clasei. Această problemă a fost rezolvată în 1804 de Pierre Latreille prin înlocuirea Batrachiei într-o clasă numită amfibieni, iar restul grupului Reptilia a fost păstrat. Prin urmare, Batrachienii sunt singurul grup care nu mai este recunoscut ca reptile, deoarece sunt amfibieni.
cea mai importantă lucrare pentru Brongniart a fost Essai sur la G xifoxographie min xifralogique des environs de Paris în colaborare cu Georges Cuvier pe studii de Geologie în jurul Parisului în 1811. La acea vreme, Cuvier încerca să-și dea seama de perioadele din care provin fosilele și să reconstruiască mamiferele dispărute pe baza perioadelor din care provin. Lucrarea lor „Essai sur la G inktifographie min inktifralogique des environs de Paris” a identificat nouă formațiuni care s-au format pe o perioadă foarte lungă de timp. Formațiunile, începând cu cele mai vechi, au fost numite Creta, argile Plastique, Calcaire grossier, Calcaire silicieux, formarea gypseuse, Sabels et Gres marins, Gres sans coquilliers, Terrain d ‘eau douce, și Limon d’ terrissement. Brongniart a descoperit că unele dintre straturi aveau fosile de moluște marine, iar altele aveau fosile de moluște de apă dulce. El a folosit alternanța acestor straturi de apă marină și dulce pentru a respinge teoria că straturile au fost depuse de un ocean în scădere. Lucrarea a fost citită pentru prima dată publicului în aprilie 1808, dar a fost extinsă în iunie 1808 și mai târziu în 1811. Ei au fost printre primii oameni care au studiat pământul prin conținutul său fosil în loc să se bazeze pe caracteristicile rocilor. În timpul colaborării, au găsit și dovezi împotriva Neptunismului lui Abraham Werner. Rezultatele l-au determinat pe Cuvier să creeze catastrofism.
o altă contribuție semnificativă în stratigrafie a fost utilizarea conținutului fosil din straturile pe care le-a examinat la Paris pentru a identifica straturile din alte locații în loc de adâncime sau litologie, deoarece rocile nu se pot aștepta să aibă exact aceleași caracteristici sau adâncime dacă sunt depozitate în condiții diferite.
în 1822, Brongniart a publicat primul studiu complet al trilobiților în care a clasificat o varietate din Europa și America de Nord și a încercat să le grupeze în funcție de vârstă. Această lucrare a contribuit la lucrul ulterior la stratigrafia paleozoică.