Zeljko Rezek est chercheur en paléoanthropologie. Il a obtenu son doctorat en anthropologie à l'université de Pennsylvanie en 2015. Ses recherches portent sur l'évolution humaine dans son contexte paléoenvironnemental, du Pléistocène moyen à l'Holocène ancien. Il a mené des travaux de terrain sur plusieurs sites paléolithiques en Europe, en Afrique du Nord et en Asie du Sud-Ouest. Il dirige ou collabore actuellement à des projets de terrain au Maroc, dans le sud de l'Égypte, en Jordanie et dans le sud-est de la Turquie.
Parmi les grands thèmes de recherche abordés dans ces projets figurent l'évolution des technologies et leurs modalités d'adoption ; la diversité des adaptations humaines aux écosystèmes stables et instables, notamment les écotones d'Afrique du Nord et d'Asie du Sud-Ouest ; l'occupation des paysages côtiers et marginaux par les premiers humains ; la biogéographie et la dispersion interrégionale d'Homo sapiens ; et les approches de modélisation mathématique pour reconstituer les comportements humains passés.
Lui, les membres de son équipe de projet et ses collaborateurs emploient un large éventail d'analyses sur les matériaux organiques et inorganiques prélevés et échantillonnés, ainsi que sur les données générées lors des fouilles. Ces analyses comprennent notamment l'étude des technologies de l'outillage en pierre et en os, la géochimie isotopique des restes dentaires et des stalagmites de grottes pour reconstituer le comportement animal et le paléoclimat passés, l'analyse de l'ADN humain et environnemental ancien, la paléoprotéomique, la paléopathologie, la zooarchéologie, la paléobotanique, la chronologie des téphras (cendres volcaniques), les simulations mathématiques, la modélisation assistée par l'intelligence artificielle, et bien d'autres méthodes.
Un volet essentiel de ces projets consiste à former des étudiants locaux aux méthodes et techniques archéologiques de terrain, ainsi qu'à l'analyse des artefacts et des données.