Han var medlem av Kungliga Fysiografiska Sällskapet i Lund (fra 1825), Kungliga vetenskapsakademien (fra 1839), Vetenskaps- och vitterhetssamhället i Göteborg (fra 1840), Kungliga Lantbruksakademien (fra 1844) og Kungliga Vetenskaps-Societeten i Uppsala (fra 1851). Sundvalls fleste arbeider behandler ryggradsdyrenes systematikk. I (1844) la han et fortjenstfullt bidrag til kunnskapen om disse dyrs slektskapsforhold. Hans (1835) med tilhörende handatlas ble lenge brukt i skolen.