Kurtén var en av dem som tidigast använde biologiska frågeställningar i arbetet med fossila djur. Hans avhandling (1953) rörande populationsdynamik hos fossila och nutida däggdjur renderade honom omedelbar världsberömmelse. Han studerade främst istida däggdjur och publicerade sammanfattande verk om istidens djurvärld i Europa och Nordamerika.