i sine tidlige aldre fokuserede Brongniart på studier af krybdyr og offentliggjorde Essai dune-klassificering naturligt des reptiler i 1800, som han sammenlignede krybdyrs anatomi for at klassificere dem i forskellige grupper. De fire klassifikationer var Chelonia, Sauria, Ophidia og Batrachia. Men selvom han klassificerede Batrachia som en underklasse af Reptilia, bemærkede Brongniart en enorm forskel i batrachias anatomi sammenlignet med resten af klassen. Dette problem blev løst i 1804 af Pierre Latreille ved at erstatte Batrachia i en klasse kaldet amfibier, og resten af Reptilia-grupperingen blev bevaret. Derfor er Batrachians den eneste gruppe, der ikke længere anerkendes som krybdyr, da de er amfibier.
det mest betydningsfulde arbejde for Brongniart var Essai sur la g Curriculum min tur til Paris i samarbejde med Georges Cuvier om studier af geologi omkring Paris i 1811. På det tidspunkt, Cuvier forsøgte at finde ud af de perioder, fossilerne er fra, og at rekonstruere de uddøde pattedyr baseret på de perioder, de er fra. Deres papir” Essai sur la g Curriculum min Curriculum de Paris ” identificerede ni formationer, der var blevet dannet over en meget lang periode. Formationerne, der startede med de ældste, blev kaldt kridt, Argile plastik, Calcaire grossier, Calcaire silicie, dannelse gypseuse, Sabels et Gres marins, Gres sans kokillier, terræn d ‘Eau douce, og Limon d’ aterrissement. Brongniart fandt ud af, at nogle af lagene havde Marine bløddyrfossiler, og nogle havde ferskvands bløddyrfossiler. Han brugte vekslen mellem disse marine og ferskvandslag til at modbevise teorien om, at lag blev deponeret af et krympende hav. Papiret blev først læst for offentligheden i April 1808, men blev forlænget i Juni 1808 og senere 1811. De var blandt de første mennesker, der studerede jorden ved dets fossile indhold i stedet for at stole på klippernes egenskaber. Under samarbejdet fandt de også beviser mod Abrahams neptunisme. Resultaterne udløste Cuvier til at skabe katastrofisme.
et andet væsentligt bidrag i stratigrafi var at bruge det fossile indhold i de lag, han undersøgte i Paris for at identificere lag på andre steder i stedet for dybde eller litologi, da klipper ikke kan forventes at have nøjagtig samme egenskaber eller dybde, hvis de deponeres under forskellige forhold.
i 1822 offentliggjorde Brongniart den første undersøgelse i fuld længde af trilobitter, hvor han klassificerede en sort fra Europa og Nordamerika og forsøgte at gruppere dem baseret på alder. Dette arbejde bidrog til senere arbejde med Paleosoisk stratigrafi.