奥陶纪是牙形石演化史上最为繁盛、分异度最高的时代之一。国际上，奥陶纪的牙形石可分为两大类型，即北美中大陆型和北大西洋型，两者具有各自独特的生物面貌和演化历程。其中北大西洋型牙形石动物群研究程度较高，而北美中大陆型牙形石动物群研究程度相对较低。20年来，安太庠教授先后对华北区和华南区奥陶纪牙形石进行了深入而系统的研究，首先将中国奥陶纪牙形石划分为华北型和华南型，分别与国外的北美中大陆型和北大西洋型相对比。
70年代以前，华北地区奥陶系的划分和对比问题很多。引入牙形石手段后，以安太庠为首的课题组结合石油勘探开发的需要，首先着手研究中国奥陶系典型剖面（位于华北唐山地区），重新厘定和澄清各岩石地层单位的含义，定量分析牙形石，建立牙形石带，并与国内外有关地层对比。之后，将研究扩展至南亚区和西亚区，获得华北区完整的奥陶系序列和牙形石带，解决了众多争论已久的地层问题：
（1）在唐山地区的亮甲山组底部发现Scalpellodus tersus牙形石带，该带牙形石面貌具有Tremadoc末期色彩，从而证实亮甲山组底界低于Tremadoc阶和Arenig阶之间的界线。
（2）“三山子白云岩”的地层时代及有关问题研究。三山子白云岩是指含三叶虫化石的寒武系之上，“马家沟灰岩”之下的一套白云岩地层，其底界和顶界的时代均由北向南逐渐变老，是一典型的穿时地层单元。他还指出由北向南“冶里、亮甲山期沉积变薄或无，不仅是其顶部地层的缺失所致，而是沉积速率的减慢和侵蚀作用两方面促成的可能性”。
（3）“马家沟灰岩”的划分和对比问题，历来争议很大。安太庠利用牙形石手段，把华北地区马家沟灰岩群划分为下马家沟组、上马家沟组和峰峰组，并重新厘定和澄清各组的岩性特征、化石内容和沉积时代，并讨论了各组间界线在区域上穿时的特征。
（4）安在华北地区南亚区和西亚区获得丰富的中、晚奥陶世的牙形石，从而建立了华北区奥陶系完整的牙形石序列，共20个牙形石带，其研究精度已达相当可观的程度，其中许多带已具有时间带的意义。并提出“中国奥陶系应依华北型区的灰岩相牙形石序列和华南型区的页岩相笔石序列为基础建两个系列的阶。”
（5）纠正了朝鲜半岛奥陶系牙形石研究中的许多不正之处，为区域地质、大地构造学研究提供了重要的基础资料。
安太庠对华南奥陶纪牙形石的研究始于1979年。他首次在华南建立了完整的牙形石序列（安太庠等，1981）。1987年，在其近10篇论文的基础上，完成了综合性论著《中国南部早古生代牙形石》。书中进一步完善了中国南部奥陶系的牙形石序列，建立22个牙形石带，并系统描述了牙形石94属，212种和亚种（其中包括2个新属，16个新种，2个新亚种和39个未定种），安太庠对华南牙形石的研究是世界上最好的研究成果之一，其中下奥陶统的研究尤为突出。
如上所述，中国奥陶纪牙形石可划分为华北型和华南型，分别与国外的北美中大陆型和北大西洋型对比。二者在早奥陶世早、中期（即大湾期之前）有许多相似之处。但是从大湾期开始，中国南部和华北区的牙形石动物群区别甚大，它们之间除了个别的一些种，几乎找不到共同的种。华北区和华南区分属北美中大陆和北大西洋牙形石生物地理区。因此，它们之间的地层对比有很大的困难。
华北地区西部的鄂尔多斯盆地周缘的奥陶系内容极为丰富，层序完整，壳相和笔石相兼有。为此，安太庠自1984年起，对本地区奥陶系牙形石进行了深入的研究，发现本地区华北型和华南型牙形石混生。该项研究成果反映在专著《鄂尔多斯盆地周缘的牙形石》（安太庠、郑昭昌，1990）中。书中除了建立华北地层区的近乎完整的奥陶系序列，还利用华北型和华南型牙形石动物群的混生，将两者较好地联系起来，并提出华北型与华南型、北美中大陆型与北大西洋型牙形石生物地层对比方案。这项研究处于世界先进水平。
安太庠对中国志留系、石炭系的牙形石也做了大量研究，还曾研究过牙形石的研究方法、生态、生物地理区系、颜色及其在有机质成熟度评价中的应用等，并取得若干重要成果。
安太庠论著丰厚，专著8部，中文计300余万字，英文200多页。他发现和命名的古生物新属15个，新种达122个，丰富了牙形石分类学内容。
20年来，安太庠治学严谨，勇于创新，开创了中国牙形石研究的新天地。现在牙形石学已成为中国古生物学中最为活跃的分支学科之一，在解决寒武纪至三叠纪海相地层的划分和对比中成为必不可少的技术手段，尤其在钻孔地层中，已经获得并正在获得重大的经济效益，如塔里木盆地的石油勘探。然而，安太庠并不以此为满足。近年来，他一方面对中国寒武纪、奥陶纪牙形石的演化、生物相和生物地理区系等重大理论问题进行深层次的研究，另一方面抓住第四纪环境变迁这一全人类关注的重大课题，着手开展植硅石的研究，已取得一定的成果。安太庠奠定了中国早古生代牙形石及其生物地层学的基础，其中对寒武、奥陶系牙形石的研究成果居国际先进行列，为国际古生物学界所瞩目。他为中国牙形石学科及其研究队伍的形成和发展做出了重大的贡献，而他严谨的治学态度和对事业不畏艰辛、孜孜以求的精神更将永远影响我国的古生物学研究。