本节由袁宝印、邱维理执笔。袁宝印，中国科学院地质与地球物理研究所。邱维理，北京师范大学资源与环境学系。
泥河湾盆地是我国第四纪研究获得辉煌成就的地区之一，在中国第四纪研究中占有重要的地位，但随着研究的深入和新的发现，也相应出现一些问题，需要确定新的研究方向与课题，以下对此进行简要讨论，供开展后续研究时参考。
1. 岩石地层 “组” 的划分问题
现代地层学关于多重地层划分概念提出后，我国第四纪地层研究中，将 “组”做为岩石地层划分的基本单位，“泥河湾层”也称为 “泥河湾组”。随着研究的深入，泥河湾层又被划分为若干 “组”，提出了许多 “组”的命名，“泥河湾组”变为只是其中相当于早更新世的部分。但是除 “泥河湾组”被接受外，没有其他被广泛接受的 “组”的划分系统。由于岩石地层 “组”的命名缺乏统一规范，研究者对 “组”的划分比较随意，使用者莫衷一是。有的学者根据不同层的化石划分出不同的 “组”，也是不符合岩石地层单位划分规范的。这样混乱的局面必须通过进一步的岩石地层学研究，确定泥河湾盆地第四纪岩石地层 “组”的统一划分方案，这样才能推动泥河湾地层研究向深入发展。
2.年代地层学研究
泥河湾盆地第四纪沉积以河湖相为主，年代地层学研究主要应用古地磁方法、光释光和放射性碳等测年技术。晚更新世以前的地层只能应用古地磁方法判定遗址或地层的地质年龄。但是随着古地磁测量仪器和技术的改进，现在的古地磁测试结果往往与以前的研究结果有明显的不同，以前开展过磁性地层学研究的剖面需要重新研究。同时，有些剖面迄今未进行详细的磁性地层学研究，需要补充工作。年代地层学是地层划分、哺乳动物群演替、古人类进化等研究的基础。必须加强该领域的工作，才能有效推动泥河湾盆地研究的进展。
3. 哺乳动物群的确定与演化系统
泥河湾盆地发现丰富的哺乳动物化石，泥河湾动物群 (狭义)已成为国际公认的早更新世典型哺乳动物群。但是其他各地点或遗址发现的哺乳动物化石与泥河湾动物群(狭义)在演化上有什么联系，地质年代的先后顺序等方面始终存在很多疑问。因此作为权宜之计，把其他地点大致可与泥河湾动物群 (狭义)对比的动物群统称为广义泥河湾动物群，恰好反映了研究程度肤浅和缺乏系统化。今后要在详细、准确、系统的年代地层学研究的基础上，将泥河湾盆地哺乳动物群进行系统对比，确定它们在进化上的位置和地质时代上的次序，并进而统一划分泥河湾盆地哺乳动物群的生物带，确定其地质年龄，并与维拉弗朗动物群进行详细、准确的对比。这样才能使泥河湾盆地哺乳动物群研究进入世界先进水平。
4. 哺乳动物化石的详细研究
泥河湾盆地哺乳动物化石分散于不同国家和我国不同的研究单位，迄今没有进行全面系统的观察、测量和对比研究，仅是根据几十年前的观察和鉴定结果进行讨论。实际上，在哺乳动物进化研究已有长足进步的今天，回顾以前的研究鉴定结果，有许多是需要做进一步修订或更改的，不能只停留在笼统叙述 “泥河湾动物群”的水平上。哺乳动物化石研究是泥河湾盆地最具特色、科学内涵最为丰富的支柱研究领域，只有开展深入细致、准确的鉴定、描述、对比，才能带领其他领域的研究工作迈上新的台阶。
5. 古人类化石的寻找
泥河湾盆地发现了许多早更新世旧石器遗址，说明这里早期人类活动频繁。泥河湾层中发现了丰富的哺乳动物化石，显示这里具有早更新世哺乳动物和古人类被埋藏形成化石的地质环境，因此在这里发现早期古人类化石只是时间问题。古人类化石的发现将是泥河湾盆地研究最为强大的推动力，今后要有专项研究计划和专项经费支持，组织专门的研究队伍开展寻找古人类化石的工作。在这项工作中，东非裂谷古人类化石寻找和发现的历程值得学习与借鉴。只要坚持不懈，这里发现早期古人类化石不是意外，而是必然。
6. 系统的旧石器文化研究
泥河湾盆地发现的旧石器遗址丰富而集中，但过去的研究仅限于不同旧石器遗址具体的、分散的研究，缺乏对它们在文化和技术上、地域上的联系以及时间上的传承关系方面的研究，使这些旧石器遗址文化上的内涵没有充分发掘，它们在古人类文明发展史上的地位尚未确定。这些领域是目前最具挑战性的研究课题之一，必须加强和组织有关研究工作。
7. 泥河湾古湖与早期古人类生存环境
目前，泥河湾盆地哺乳动物化石、旧石器遗址的发现以及构造、地层、年代方面的研究已有了很好的基础，可以对泥河湾古湖的环境、气候变化过程开展详细而具体的研究。将这些研究结果与古人类活动遗迹，旧石器文化的研究结果相结合，通过分析、综合、区域和世界性的对比，确定古人类生存环境以及文化发展历程，从而提高升华，提出东亚地区乃至世界古人类进化的新认识、新理论，才能真正体现泥河湾盆地的科学价值。
8. 泥河湾裂谷盆地发育历史
泥河湾盆地是新生代裂谷，它的发育历史与古湖泊的演化、变迁为新生代哺乳动物和古人类演化提供了适宜的地质条件。因此研究泥河湾盆地发育历史是重要的基础研究工作。这个领域的研究工作在大地构造领域已开展很久，但结合新生代地层、第四纪哺乳动物化石和旧石器文化开展综合研究还比较欠缺，这是急需加强的研究课题。
总之，1986年来中外学者对泥河湾裂谷盆地的研究，已经取得了辉煌的成果，在国际学术界享有盛誉。但研究工作还远远不够深入，应当在新技术、新手段应用的基础上，在现代地学思想与理论的指导下，开展新一轮深入研究，以取得更为辉煌的成绩，使其发挥应有的科学、社会价值。