Verhaltensforscher*innen arbeiten an (veterinärmedizinischen) Universitäten, an wissenschaftlichen Instituten und Zentren für Biologie und Zoologie oder in Tiergärten und Naturparks. In Feldforschungsprojekten beobachten sie das Sozialverhalten von Tieren in freier Wildbahn oder in Gefangenschaft (z. B. in Zoos) und studieren dabei bestimmte Fragen- und Problemstellungen wie z. B. das Paarungs- und Balzverhalten, Jagdverhalten, soziale Ordnungen und Hierarchien bei Herdentieren wie Elefanten, Affen usw. oder wie die Tiere Territorien markieren und ihren Nachwuchs aufziehen. Dabei filmen und fotografieren sie die Tiere und stellen versteckte Kameras auf. Sie führen systematisch Beobachtungsreihen durch, welche sie anschließend auswerten, analysieren und interpretieren.
Verhaltensforscher*innen führen auch geplante Versuchsanordnungen und Experimente in Labors durch, in denen sie ebenfalls Verhalten und Reaktionen von Tieren wie auch von Menschen (Versuchspersonen) beobachten und studieren. Zu diesem Zweck gestalten sie bestimmte Aufgabenstellungen und Tests und beobachten, wie die Versuchstiere bzw. -personen darauf reagieren. Aus den gewonnenen Daten und Beobachtungen versuchen sie verallgemeinerbare Erkenntnisse und Einsichten zu gewinnen. Dabei gehen sie auch davon aus, dass bestimmte Verhaltensweisen, Triebe und Instinkte von Tieren auch auf Menschen bzw. deren Sozialverhalten übertragbar sind (z. B. "Balz/Flirtverhalten", Reaktion auf Farben, Revier/Territorialverhalten).
Verhaltensforscher*innen erstellen außerdem Gutachten und Expertisen und halten Vorträge auf Tagungen und Fachkongressen. Mitunter führen sie auch Film-, Foto- und Diapräsentationen von ihren Feldforschungsreisen durch. Mit entsprechender Zusatzausbildung können Verhaltensforscher*innen auch als Tierärzte und Tierärztinnen oder als Tier-Verhaltenstherapeut*innen in eigener Praxis arbeiten.