i hans tidiga åldrar fokuserade Brongniart på studier av reptiler och publicerade essai dune classification naturally des reptiles 1800, som han jämförde reptilens anatomi för att klassificera dem i olika grupper. De fyra klassificeringarna var Chelonia, Sauria, Ophidia och Batrachia. Men även om han klassificerade Batrachia som en underklass av Reptilia, märkte Brongniart en enorm skillnad i batrachias anatomi jämfört med resten av klassen. Detta problem löstes 1804 av Pierre Latreille genom att ersätta Batrachia i en klass som heter amfibier, och resten av Reptilia-grupperingen behölls. Därför är Batrachians den enda gruppen som inte längre erkänns som reptiler eftersom de är amfibier.
det mest betydelsefulla arbetet för Brongniart var essai sur la G. O. D. min. O. D. i samarbete med Georges Cuvier om studier av geologi runt Paris 1811. Just då, Cuvier försökte räkna ut de perioder fossilerna kommer från och att rekonstruera de utdöda däggdjuren baserat på de perioder de kommer från. Deras papper” essai sur la g exceptionographie min exceptional logique des environs de Paris ” identifierade nio formationer som hade bildats under en mycket lång tidsperiod. Formationerna, som började med de äldsta, kallades krita, Argile Plastique, Calcaire grossier, Calcaire silicieux, Formation gypseuse, Sabels et Gres marins, Gres sans coquilliers, terräng d ’eau douceoch Limon d’ terrissement. Brongniart fann att några av skikten hade Marina blötdjurfossiler, och vissa hade färskvattenblötdjurfossiler. Han använde växlingen mellan dessa marina och färskvattenlager för att motbevisa teorin om att skikt deponerades av ett krympande hav. Tidningen lästes först för allmänheten i April 1808 men förlängdes i juni 1808 och senare 1811. De var bland de första människorna som studerade jorden med sitt fossila innehåll istället för att förlita sig på stenarnas egenskaper. Under samarbetet fann de också bevis mot Abraham Werners Neptunism. Resultaten utlöste Cuvier till att skapa katastrof.
ett annat viktigt bidrag i stratigrafi var att använda fossilinnehållet i strata som han undersökte i Paris för att identifiera strata på andra platser istället för djup eller litologi, eftersom stenar inte kan förväntas ha exakt samma egenskaper eller djup om de deponeras under olika förhållanden.
år 1822 publicerade Brongniart den första fullängdsstudien av trilobiter där han klassificerade en variation från Europa och Nordamerika och försökte gruppera dem baserat på ålder. Detta arbete bidrog till senare arbete med paleozoisk stratigrafi.