Hlavními oblastmi vědecké činnosti ústavu jsou rostlinná genetika, fyziologie a biotechnologie. Z genetické problematiky řeší ústav indukovanou mutagenezi a reparaci DNA, indukci genetické variability v tkáňových a buněčných kulturách in vitro a molekulární genetiku pylu. Z fyziologické problematiky se zabývá adaptačními a aklimačními mechanizmy fotosyntézy, hormonální a ekologickou kontrolou růstu a vývoje rostlin, mechanizmy účinku růstových regulátorů, fyziologií rostlinných virů a patofyziologií rostlin.