Быстро пролетели четыре года. Кювье окончил университет и вернулся домой. Родители постарели, пенсии отца едва хватало, чтобы сводить концы с концами. Кювье узнал, что граф Эриси ищет для своего сына домашнего учителя. Кювье поехал в Нормандию в 1788 году, совсем накануне французской революции. Там, в уединённом замке, провёл он самые бурные в истории Франции годы.
Поместье графа Эриси находилось на берегу моря, и Кювье впервые увидел настоящих морских животных, знакомых ему лишь по рисункам. Он вскрывал этих животных и изучал внутреннее строение рыб, крабов, мягкотелых, морских звёзд, червей. Он с изумлением нашёл, что у так называемых низших форм, у которых учёные его времени предполагали простое строение тела, существует и кишечник с железами, и сердце с сосудами, и нервные узлы с отходящими от них нервными стволами. Кювье проник своим скальпелем в новый мир, в котором ещё никто не делал точных и тщательных наблюдений. Результаты исследований он подробно описал в журнале «Зоологический вестник».
Ещё в детстве мать привила ему любовь к строгому распорядку жизни, научила пользоваться временем, работать планомерно и упорно. Эти черты характера наряду с исключительной памятью, наблюдательностью, любовью к точности сыграли большую роль в его научной деятельности.
Познакомившись с аббатом Тессье, Кювье по его просьбе прочёл курс ботаники в госпитале, которым тот заведовал. Благодаря связям аббата с парижскими учёными, Кювье завязал отношения с наиболее выдающимися естествоиспытателями.
Когда в 1794 году сыну графа Эриси пошёл двадцатый год, служба Кювье окончилась, и он опять оказался на распутье. Парижские учёные пригласили Кювье работать в только что организованный Музей естественной истории.
Весной 1795 года Кювье приехал в Париж. Он очень быстро выдвинулся и в том же году занял в парижском университете — Сорбонне — кафедру анатомии животных. В 1796 году Кювье был назначен членом национального института, в 1800 году занял кафедру естественной истории в College de France. В 1802 году он занял кафедру сравнительной анатомии в Сорбонне.
Первые научные работы Кювье были посвящены энтомологии. В Париже, изучая богатые коллекции музея, Кювье постепенно убедился, что принятая в науке система Линнея не строго соответствует действительности. Линней разделял животный мир на 6 классов: млекопитающие, птицы, гады, рыбы, насекомые и черви. Кювье же предложил другую систему. Он считал, что в мире животных существует четыре типа строения тела, совсем несходных между собой. Животные одного типа одеты твёрдым панцирем, и тело их состоит из многих члеников; таковы раки, насекомые, многоножки, некоторые черви. Кювье назвал таких животных «членистыми». В другом типе мягкое тело животного заключено в твёрдую раковину и никаких признаков членистости у них нет: улитки, осьминоги, устрицы — этих животных Кювье назвал «мягкотелыми». Животные третьего типа обладают расчленённым внутренним костным скелетом: «позвоночные» животные. Животные четвёртого типа построены так же, как морская звезда, т. е. части их тела расположены по радиусам, расходящимся из одного центра. Этих животных Кювье назвал «лучистыми».
Внутри каждого типа Кювье выделил классы; некоторые из них совпадали с классами Линнея. Так, например, тип позвоночных был разделён на классы млекопитающих, птиц, гадов и рыб. Система Кювье гораздо лучше выражала действительные соотношения между группами животных, чем система Линнея. Вскоре она вошла во всеобщее употребление у зоологов. Свою систему Кювье положил в основу капитального трёхтомного труда «Царство животных», где было подробно описано анатомическое строение животных.
Глубокие познания в анатомии животных позволили Кювье восстанавливать облик вымерших существ по их сохранившимся костям. Кювье убедился, что все органы животного тесно связаны друг с другом, что каждый орган нужен для жизни всего организма. Каждое животное приспособлено к той среде, в которой оно живёт, находит корм, укрывается от врагов, заботится о потомстве. Если это животное травоядное, его передние зубы приспособлены срывать траву, а коренные — растирать её. Массивные зубы, растирающие траву, требуют крупных и мощных челюстей и соответствующей жевательной мускулатуры. Стало быть, у такого животного должна быть тяжёлая, большая голова, а так как у него нет ни острых когтей, ни длинных клыков, чтобы отбиться от хищника, то оно отбивается рогами. Чтобы поддерживать тяжёлую голову и рога, нужны сильная шея и большие шейные позвонки с длинными отростками, к которым прикреплены мышцы. Чтобы переваривать большое количество малопитательной травы, требуется объёмистый желудок и длинный кишечник, а следовательно, нужен большой живот, нужны широкие рёбра. Так вырисовывается облик травоядного млекопитающего.
«Организм, — говорил Кювье, — есть связное целое. Отдельные части его нельзя изменить, не вызывая изменения других». Эту постоянную связь органов между собой Кювье назвал «соотношением частей организма».
Насколько Кювье был проникнут сознанием постоянной связанности частей тела животного, видно из следующего анекдота. Один из его учеников захотел пошутить над ним. Он нарядился в шкуру дикого барана, ночью вошёл в спальню Кювье и, став возле его кровати, диким голосом закричал: «Кювье, Кювье, я тебя съем!» Великий натуралист проснулся, протянул руку, нащупал рога и, рассмотрев в полутьме копыта, спокойно ответил: «Копыта, рога — травоядное; ты меня не можешь съесть!»
Изучая ископаемые остатки, Кювье восстановил облик многих вымерших животных, живших миллионы лет назад. Он доказал, что когда-то на месте Европы было тёплое море, по которому плавали огромные хищники — ихтиозавры, плезиозавры и др. Они, так же как мозозавр, были ящерами и приспособились к жизни в море.
Кювье доказал, что в те времена и в воздухе господствовали пресмыкающиеся, а птиц ещё не было. У некоторых крылатых ящеров размах крыльев достигал семи метров, другие были величиной с воробья. На крыле летающего ящера не было перьев; оно представляло собой кожистую перепонку, натянутую между туловищем животного и очень удлинённым мизинцем его передней конечности. Кювье назвал этих ископаемых драконов птеродактилями, т. е. «пальцекрылыми». Птеродактили тоже были хищниками и охотились на рыб. Они ловили их пастью, вооружённой загнутыми назад зубами.
Изучив другие ископаемые остатки, Кювье убедился, что в прошлом была эпоха со своеобразным животным миром, в которой не существовало ни одно современное животное. Все жившие тогда животные вымерли. Эта ископаемая фауна сухопутных животных, главным образом млекопитающих, была обнаружена около Парижа в гипсовых каменоломнях и в пластах известняковой горной породы — мергеля.
Кювье открыл и описал около сорока вымерших пород крупных млекопитающих — толстокожих и жвачных. Некоторые из них отдалённо напоминали современных носорогов, тапиров, кабанов; другие были совсем своеобразными. Но среди них не было живущих в наше время жвачных — ни быков, ни верблюдов, ни оленей, ни жирафов.
Продолжая свои исследования, Кювье обнаружил, что ископаемые фауны находятся в пластах земной коры в известном порядке. В более древних пластах содержатся остатки морских рыб и пресмыкающихся; в более поздних отложениях мела — другие пресмыкающиеся и первые мелкие и редкие млекопитающие с очень примитивным строением черепа; в ещё более поздних — фауна древних млекопитающих и птиц. Наконец, в отложениях, предшествующих современным, Кювье обнаружил останки мамонта, пещерного медведя, шерстистого носорога. Таким образом, по ископаемым остаткам можно определять относительную последовательность и древность пластов, а по напластованиям — относительную древность вымерших фаун. Это открытие легло в основу исторической геологии и стратиграфии — учения о последовательности напластований, слагающих земную кору.
Куда же исчезали фауны, которые мы теперь находим в виде ископаемых остатков, и откуда возникали новые, приходившие им на смену? Современная наука объясняет это эволюционным развитием животного мира. Открытые Кювье факты легли в основу такого объяснения. Но сам Кювье не видел громадного значения сделанных им открытий. Он прочно стоял на старой точке зрения о постоянстве видов. Кювье считал, что среди ископаемых нет переходных форм животных организмов. (Такие формы были открыты лишь через много лет после смерти Кювье.) Он указывал на внезапное исчезновение фаун и на отсутствие связи между ними. Для объяснения последовательной смены ископаемых животных Кювье придумал особую теорию «переворотов», или «катастроф», в истории Земли.
