主要研究鸟类的起源、鸟类飞行的起源和进化、羽毛的演化、鸟类早期演化和辐射，以及带毛恐龙、翼龙，生物地层学和热河生物群演化与环境关系
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周忠和长期从事中生代鸟类与热河生物群的研究，他发现并命名发表了若干中生代鸟类化石，是最早从事辽宁早期鸟类化石研究的学者之一。和同事一起提出了一些支持鸟类恐龙起源学说以及鸟类飞行树栖起源假说的新证据；研究了早期鸟类的系统演化、生态分异、食性分化等理论问题，丰富了人们对早期鸟类的认识；还通过对热河生物群的综合研究，提出了热河生物群是若干生物进化摇篮的假说。有关成果多次入选美国《发现》杂志年度百项科学新闻、《时代周刊》年度世界十大科技发现、中国基础科学研究十大成果、中国十大科技进展新闻。
