乳类和鸟类的生物多样性、系统分类、区系特征及生态适应的研究。1970年代开展小鸭病毒性肝炎和鸡的支原体病研究，具体包括病源学、病理学及流行病学等方面。1980年至1997年，在卧龙和秦岭对野生大熊猫进行了长达17年的研究；1996年开始研究广西濒危动物白头叶猴；2004年开始从事中华白海豚的保护工作。2015年在钦州发起成立钦州市文实中学，担任校长。潘文石曾于1980年至1984年间，在四川卧龙研究大熊猫和竹子的关系问题。他认为大熊猫不能够经受竹子开花之害，强烈反对为野外饥饿的大熊猫建立饲养场的做法，这样