Investigador de Neògen i Quaternari

La seva especialitat és la paleornitología, a la qual he dedicat la meitat de la seva vida. Les seves contribucions es poden enquadrar en dues línies principals de recerca: 

El coneixement de les avifauna del Quaternari de la península Ibèrica (paleogeografia, reconstrucció climàtica i ambiental, i les relacions de les diverses poblacions humanes amb les aus) amb més de 40 treballs publicats, i la sistemàtica de les aus del Neogen, que ha donat lloc a unes 15 publicacions. A més ha escrit altres articles d'enfocament més general o referent a altres temes, com ara la història de la paleornitología o les aus del Pleistocé de les illes Canàries. També ha publicat més de 15 treballs de difusió científica, la majoria basats en la seva pròpia recerca. Alguns d'ells, per a exhibicions en museus, encara que una gran part han estat publicats en els diaris espanyols més importants i en les revistes especialitzades més prestigioses. 

Com a membre de l'equip d'investigació a la serra d'Atapuerca, ha rebut el Premi Príncep d'Astúries el 1997. Ha estudiat més de 40 jaciments ibèrics del Quaternari, entre els quals es troben gairebé tots els més importants. Com a conseqüència d'això, ha estat i és membre d'un bon nombre d'equips de recerca, tant espanyols com internacionals. És l'únic espanyol que treballa amb aus del Terciari, i un dels pocs especialistes que hi ha al món.