Первые этологи ставили перед собой очень простую цель - изучение поведенческой адаптации у разных видов. Большинство этих исследований были сосредоточены исключительно на внешнем функционале поведения, и выявляли сходства и различия в поведении животных разных видов одного семейства. После Второй Мировой в этологии произошли изменения. Этологи начали изучать животных на основе физиологических аспектов поведения, стараясь давать эволюционные объяснения результатам своих исследованиях. 

Современные этологи проводят широкий спектр исследований по многим направлениям – поведенческие модели, гомологичное поведение, импринтинг, индивидуальное и межличностное поведение в пределах одного вида, онтогенез и филогенез отдельных паттернов поведения, когнитивная и сравнительная этология.

Существует базовая процедура, которая используется в современном этологическом исследовании. Каждый научный проект, вне зависимости от видовой принадлежности объекта изучения, начинается с создания этограмм. Этограмма представляет собой перечень характерных поведенческих паттернов конкретного вида, список поз, мимики и жестов, если речь идет о млекопитающих.

На основе этограмм ученый-этолог разрабатывает теории о поведении, выдвигает ряд гипотез, объясняющий тот или иной паттерн поведения, его происхождение, назначение и развитие, видовые модификации в пределах одного рода или семейства. Исследователь также пытается выявить и объяснить, как определенный способ поведения помогает выживанию вида, каким образом повышает его конкурентную способность в ходе естественного отбора.

После этапа наблюдения, сбора первичных данных и выдвижения гипотез этологи проводят серию экспериментов, призванных подтвердить или опровергнуть их теории, или помочь принять решение относительно проведения дополнительных исследований.

Одним из ключевых понятий в этологии является гомологичное поведение. Речь идет о схожих паттернах поведения, обнаруженных в близкородственных видах, произошедших от общего предка. Гомологичное или видоспецифическое поведение помогает этологам объяснять образование и направление эволюционного развития конкретной последовательности действий в отдельных видах.

Ряд специалистов-этологов специализируется на когнитивной и сравнительной этологии. Когнитивная этология определяется как междисциплинарная область исследований классической этологии и сравнительной психологии. Когнитивные этологи изучают познавательные процессы, которые обусловливают поведение животных. Именно когнитивным этологам удалось доказать, что приматы, подобно людям, обладают рациональным мышлением, способны планировать собственное поведение и ожидать определенного поведения от других представителей своего вида.