キュヴィエは多くの化石生物を研究し、その結果、複数の地層において何通りかの生物相があったことを認めた。これはノアの方舟仮説に対する重要な反証となる。何故ならば聖書にはノアの洪水に関しては一度だけのことしか記載がなかったからである。彼自身は徹底して実証主義的な科学者であったから、聖書の記述を重視していた訳ではない。しかしながら、彼は種の不変性を実証的に知っていた。また、彼の先輩に当たる純形態学の流れが動物に基本的な型があるのを認め、しかしそのためにかなり恣意的な議論が横行していたこと、そこから進化の考えにたどりつきそうな傾向（その延長にラマルクの進化論がある）に対する反感もあったらしい。その結果、彼はノアの洪水のような天変地異が何度もあり、それによってほとんどの生物が死滅した事が何度もあった、ということを想定した。これが天変地異説である。
彼によると天変地異によって大部分の生物は死滅し、それらが土砂の中に埋もれて見つかるのが化石である。また、彼は完全な絶滅を考えていたのではなく、一部は生き残ったと考えていた。これは、貝類などにいくつもの時代から共通に出現するものがあったためである。
彼の発見研究によるものにマンモスがあるが、当時シベリアで凍りづけの子供マンモスが発見され、彼の研究結果を裏付けるものとなった。しかしこれも彼のこの説の根拠として言及されている。つまり、寸前まで生活していた状態での凍りづけの死体は、明らかに極めて急な災害的な死亡があったことを示すのだ、というのである。
なお、彼が天変地異のたびに生物が完全に絶滅したと考えていた、とする説もあるが、これはどうやら彼の弟子や亜流による考えが混同されたことによる誤記であるらしい。そこでは、さらに絶滅後に改めて生命の創造が行われたのだ、という、より宗教に寄り添った主張もなされた。
影響.
当時の古生物、あるいは地質学の知識ではこれに反論するのは困難であった。しかし、これに反発する形でライエルなどの斉一説が唱えられ、これがその後の研究を進める力となった。それによって知識が蓄えられるに従い、この説は顧みられなくなった。ダーウィンの進化論にも斉一説は大きな力となった事が知られる。