Подробности того, как это делается, разнообразны и являются предметом споров, поскольку это расширяющаяся область для исследований. Морфологические модули существуют в различных контекстах: развития организма, генетическом, функциональном и эволюционном. Методы исследований, изучающие их, различны в каждом из случаев.
Первое всестороннее исследование модульности с использованием количественного подхода было представлено Эвереттом Олсоном и Робертом Миллером в их книге «Morphological Integration», вышедшей в свет в 1958 году. Они определили программу исследований и представили первые попытки статистического подхода к количественному определению корреляции признаков. Олсон и Миллер весьма часто обращались к ископаемым видам, например, упоминая о явно модульной эволюции зубных бугров в родословной линии эоценового млекопитающего Hyopsodus. Они обратили внимание на «прогрессивную утрату у последовательно сменяющих друг друга видов» параконида, одного из небольших бугров в нижних зубах млекопитающих, которая выглядит независимой от других изменений в форме зубов. Более современная работа, проведённая в лаборатории Юкки Йернвалла в Хельсинки, показала, что несколько признаков бугров на коренных зубах млекопитающих в значительной степени интегрировано из-за связи, возникающей между ними в процессе развития. Эти наблюдения имеют большое значение для реконструкции эволюционных древ, которая в случае ископаемых млекопитающих основывается в значительной степени на признаках строения зубов, которые считаются независимыми друг от друга.
Некоторые люди активно реализуют исследовательские программы по изучению модульности, и среди них Крис Клингенберг, работающий с очень разнообразными группами позвоночных и беспозвоночных, и Габриэль Марро — с млекопитающими. Марро и его коллеги изучили тысячи черепов некоторых групп млекопитающих, чтобы провести сложные анализы, которые требуют больших выборок материала, чтобы дать статистически существенные результаты. Объединяя свои данные с известными генеалогиями индивидов, которых они изучали, и эволюционными древами в случае целых групп, Марро получил возможность исследовать отношение между генетической структурой популяций и морфологической изменчивостью черепа в них. Главнейшее открытие, сделанное в ходе этого исследования — то, что важнейшим определяющим фактором способности группы к эволюции является её диапазон изменчивости в размерах.
Характер интеграции и модулей, обнаруженный у взрослых особей, отражает ассоциации, которые возникают в ходе развития, имеет генетические основы и наследуется. Это означает, что, изучая взрослых особей, мы можем косвенно изучить индивидуальное развитие. Это открывает область исследования для палеонтологии. Анджали Госвами также изучала модульность в черепе млекопитающих, но старалась также охватить исследованием ископаемые формы, чтобы изучить значение модульности для крупномасштабных картин эволюционных процессов. В своём исследовании, на которое часто ссылаются специалисты, она изучила 105 видов, восемь из которых — ископаемые. Она зафиксировала сведения об опознавательных точках многих участков черепа, сопоставимых (гомологичных) для разных видов, таких, как границы между двумя костями. Далее этот трёхмерный массив данных был статистически проанализирован с проведением тестов, которые показали, какие опознавательные точки в значительной степени коррелируют друг с другом и изменяются в унисон. Анджали идентифицировала в черепе шесть модулей: в передней части лица, вокруг коренных зубов, вокруг глазницы, вокруг боковой части черепа, в своде черепа и в основании черепа. Почти все ископаемые формы, которые исследовала Анджали, соответствуют этому стандартному набору модулей, в том числе один саблезубый вид с очень специализированным черепом. Ископаемая саблезубая кошка Smilodon fatalis демонстрирует характер интеграции черепа, отличающийся от такового у любого из остальных исследованных видов: у него лицевой скелет и увеличенные клыки образуют два отдельных модуля вместо одной передне-ротовой — назальной группы. В чём причина такого отклонения? Некоторые аспекты картины роста Smilodon, вероятно, связаны с новым распределением модульности. Для Smilodon характерно уникальное распределение времени смены зубов. Молочные сабельные зубы прорезаются в молодом возрасте, вероятнее всего, позволяя охотиться в то время — и влияя на характер корреляции между частями черепа на ранних этапах его формирования. У других ископаемых саблезубых форм молочные сабельные зубы появлялись поздно, что в итоге вело к более длительному сохранению предкового характера интеграции черепа в эволюционной линии. Эмпирические свидетельства показывают, что модульность сама по себе, как и изменение пропорций между частями черепа в процессе роста (аллометрия), подвержена процессу эволюции. Ископаемые остатки значительно расширяют диапазон морфологически возможных изменений, или же подтверждают закономерности, выявленные в ходе изучения исключительно ныне живущих видов.