Nozīmīga bioarheoloģijas sastāvdaļa ir paleopatoloģiskie pētījumi. Par pirmajiem darbiem šajā jomā Baltijā var uzskatīt 18. gs. vācbaltiešu ārstu veikumu. Kā nozīmīgākais starp viņiem minams Pēters Ernsts Vilde (Peter Ernst Wilde), kurš pievērsa uzmanību Latvijas un Igaunijas teritoriju zemnieku veselības stāvoklim un daudz darīja sava laikmeta medicīniskās kultūras līmeņa celšanā. Plašus pētījumus Vidzemes un Rīgas iedzīvotāju veselības aprūpes uzlabošanā, epidēmiju ierobežošanā 18. un 19. gs. mijā veica vācbaltiešu ārsts un vēsturnieks Oto fon Hūns (Otto von Huhn).

Tomēr par pirmo nozīmīgāko palepatologu Latvijā uzskatāms medicīnas zinātņu doktors Vilis Derums. Līdz 1940. gadam V. Derums veica Latvijā pirmo pētījumu par akcelerāciju – latviešu karavīru ķermeņa garuma palielināšanos no 19. gs. 80. gadiem līdz 20. gs. sākumam un publicēja monogrāfiju “Latviešu ķermeņa uzbūve laika perspektīvā” (1940). Padomju okupācijas periodā V. Derums pievērsās paleopatoloģiskajiem pētījumiem. Viņa 1988. gadā publicētajā darbā “Tautas veselība un dziedniecība senajā Baltijā” apkopoti arheoloģisko izrakumu paleopatoloģiskās izpētes rezultāti par vairāk nekā 6700 visu Baltijas valstu dažādu vēsturisko laikmetu apbedījumiem. Pētījumos izmantotas patoloģiskās anatomijas analīzes metodes: mikroskopija, rentgenogrāfija, antropometrija. Iegūtie rezultāti ļāva raksturot Baltijas seno iedzīvotāju fizisko attīstību, kaulu patoloģijas, zobu stāvokli, traumatismu un pielietotās ķirurģiskās ārstēšanas metodes no akmens laikmeta līdz 18. gs.

Padomju okupācijas periodā Latvijas Zinātņu akadēmijas Latvijas Vēstures institūtā profesore Raisa Deņisova veica plašus Latvijas seno iedzīvotāju kranioloģiskos un Rita Grāvere odontoloģiskos pētījumus. Tie bija orientēti uz etnisko jautājumu risināšanu un latviešu tautas izcelsmes izpēti. Tomēr paralēli R. Denisova veica arī pētījumu par bronzas laikmeta Ķivutkalna iedzīvotāju zobu sistēmas stāvokli. Ap 2000. gadu Gunita Zariņa pievērsās paleodemogrāfiskajiem, bet Guntis Gerhards seno iedzīvotāju fiziskās attīstības un paleopatoloģiskajiem pētījumiem. Dardega Legzdiņa pēdējos gados strādā pie akmens un bronzas laikmeta iedzīvotāju uztura paradumu izpētes, izmantojot ķīmisko elementu stabilo izotopu metodes. Elīna Pētersone-Gordina veic Latvijas viduslaiku iedzīvotāju dzīves kvalitātes pētījumus, salīdzinot paleopatoloģiskos rezultātus, zobu sistēmas stāvokli un stabilo izotopu rezultātus, kas raksturo uztura paradumus. Eduards Plankājs pievērsies zooarheoloģijas pētījumiem.

Bioarheoloģiskajiem pētījumiem būtisks ir arheoloģiskajos izrakumos iegūtā antropoloģiskā un paleozooloģiskā materiāla nodrošinājums. Latvijas Universitātes (LU) Latvijas Vēstures institūta Bioarheoloģisko materiālu krātuve ir plašākā šī materiāla krātuve Latvijā. Krātuves paleoantropoloģiskais materiāls pārstāv Latvijas iedzīvotājus deviņu gadu tūkstošu garā laika posmā no akmens laikmeta līdz 18. gs. ar 5500 indivīdiem. Senākie ir Zvejnieku I un II apmetnes iedzīvotāji (no 7. līdz 3. gadu tūkstotim p. m. ē.), kas pārstāvēti ar Ziemeļeiropā plašāko šī perioda kranioloģisko un osteoloģisko materiālu (327 apbedījumi). Lai pētītu ar pāreju uz ražotājsaimniecību saistītās izmaiņas iedzīvotāju morfoloģijā, fiziskajā attīstībā un paleodemogrāfijā, ļoti nozīmīgs Eiropas kontekstā ir arheoloģiski pilnīgi izpētītais bronzas laikmeta Ķivutkalna kapulauka paleoantropoloģiskais materiāls (239 apbedījumi). Latvijas 1. un 2. gadu tūkstoša iedzīvotāju dzīves apstākļus, sociālās diferenciācijas un urbanizācijas procesus iespējams pētīt pēc plaša antropoloģiskā materiāla. Zināms antropoloģisko materiālu krājums glabājas arī Rīgas Stradiņa universitātes Anatomijas un antropoloģijas institūtā jeb Anatomikumā, kā arī Latvijas Nacionālajā vēstures muzejā, kurā pieejams arī bagātīgs zooarheoloģiskais materiāls.

Bagātīgais antropoloģiskais materiāls paver iespējas Latvijas seno iedzīvotāju izcelsmes, migrāciju, dzīvesveida un dzīves kvalitātes izpētē. Pateicoties sadarbībai ar ārzemju universitātēm un dalībai starptautiskajos projektos, materiāla izpētē iespējams pielietot jaunākās tehnoloģiskās iespējas – arheoloģiskās rekombinantās dezoksiribonukleīnskābes (DNS) analīzes, kaulu materiāla un zobu mikrogriezumu ķīmisko elementu stabilo izotopu analīzes, rentgenoskopiju.

Latvijas unikālais antropoloģiskais materiāls paver iespējas aktīvai starptautiskai sadarbībai tā izpētē. Šī sadarbība paver iespējas pētīt Latvijas senos iedzīvotājus pašreizējā zinātniskajā līmenī, kā arī nodrošina Latvijas dažādu nozaru (arheoloģijas, bioarheoloģijas, ķīmijas) doktorantu un pētnieku stažēšanos Eiropas universitātēs.

Pateicoties šai sadarbībai, G. Zariņa un D. Legzdiņa kopā ar LU Ķīmijas fakultātes Analītiskās ķīmijas katedras vadītāju, profesoru Artūru Vīksnu attīstījuši Latvijā iespēju veikt ķīmisko elementu stabilo izotopu pētījumus arheoloģiskajam kaulu materiālam, kas ļauj noskaidrot seno iedzīvotāja diētu un uztura kvalitāti.

Sadarbībā ar Trinitijas koledžu un Tībingenas Universitāti iegūti pirmie dati par Latvijas akmens laikmeta iedzīvotāju migrācijām. Tie liecina, ka pirmie ienācēji Latvijas teritorijā pirms 11 000 gadu ir saistīti ar rietumu un austrumu mednieku un vācēju grupām, norādot uz ciešāku saikni ar rietumu medniekiem un vācējiem no Centrāleiropas. Neolīta periodā tiek konstatēta mezolīta iedzīvotāju kontinuitāte, tomēr pārejā no agrā neolīta uz vidējo neolītu vērojama nozīmīga austrumu mednieku un vācēju ietekmes palielināšanās un iedzīvotāju migrācija, kas varētu būt saistīta ar ķemmes-bedrīšu keramikas kultūras izplatīšanos šajā periodā.

Savukārt neolīta beigās Baltijā raksturīgās auklas keramikas un laivas cirvju kultūras apbedījumu DNS pētījumi ļauj konstatēt jaunu iedzīvotāju migrāciju Baltijā, kas saistīta ar Jamnajas kultūru (no krievu un ukraiņu яма ‘bedre’; krievu Ямная культура, ukraiņu Ямна культура) no Ukrainas, Kalmikijas un tagadējā Samaras apgabala. Stepes lopkopju ierašanās vēlā neolīta periodā šajās teritorijās ieviesa izmaiņas ekonomikā un veicināja pārmaiņas saistītas ar auklas keramikas kultūras izplatību Ziemeļeiropā.

G. Gerhards un E. Pētersone-Gordina sadarbībā ar Daremas un Ķīles Universitātēm, kā arī ar Latvijas Biomedicīnas pētījumu un studiju centru pēta tuberkulozes izplatības aizsākumus Latvijā viduslaikos, nosakot šīs slimību izraisošās baktērijas DNS arheoloģiskajā kaulu materiālā un pētot tās ienākšanas ceļus. Zinātnieki strādā pie Rīgas 15.–17. gs. kapsētās atrastās mēra baktērijas DNS Yersinia pestis izpētes. Tiek veikta arī dažādu vielu maiņas slimību kā rahīta, cingas un mazasinības, zobu sistēmas paleopatoloģiju pētniecība un mēģināts noteikt, kāda ir šo slimību saistība ar iedzīvotāju uztura kvalitāti, pielietojot stabilo izotopu izpētes metodes.

Pastiprinās kompleksa iedzīvotāju veselības, uztura, traumu, dzīves kvalitātes izpēte, kas ietver arheoloģisko kultūru, vēsturisko un etnogrāfisko datu piesaisti skeleta materiāla izvērtējumam. Šī virziena mērķis ir iekļaut antropoloģijas datus tā laika dzīves pieredzē un gūt priekšstatu par sociālajiem procesiem senatnē. Apkopojot vispusīgo informāciju, tiek mēģināts veidot maksimāli pietuvinātas seno sabiedrību rekonstrukcijas.