Fue uno de los biólogos evolucionistas y paleontólogos más influyentes de la segunda mitad del siglo XX.

Su mayor contribución, junto con su colega Niles Eldredge, fue la idea de equilibrio puntuado, en contraposición a la idea que la evolución sucede gradualmente.

La idea surgió como una explicación a la escasez del registro fósil.

Gould y Eldredge argumentaban que en el registro fósil se reflejan períodos muy largos de tiempo durante los cuales los organismos aparentan no sufrir cambios (períodos de estasis) interrumpidos por saltos repentinos (en términos geológicos) donde sucede cambio morfológico.

Según ellos la falta de fósiles es una característica de la evolución y no un efecto de la ausencia de datos.