La recerca científica és una part important de l'activitat del Museu de Ciències Naturals de Barcelona des dels seus orígens, amb l'objectiu d'estudiar i interpretar la diversitat de la vida i de les estructures geològiques que li donen suport, amb especial atenció als medis mediterranis.

En aquesta tasca, el Museu se centra tant en la recerca basada en les col·leccions com en l'estudi de les espècies en el seu medi natural i avalua les interaccions amb l'entorn i entre elles.

El Museu de Ciències Naturals de Barcelona treballa en sis línies de recerca. En cadascuna trobaràs informació sobre els objectius i les prioritats, els investigadors, els projectes i les publicacions:

- Estructura Geològica de Catalunya

- Bioestratigrafia i Paleobiogeografia del Tethys

- Biodiversitat i Biologia Molecular

- Ecologia Evolutiva i Conductual

- Història de les Ciències Naturals

L'Institut Botànic de Barcelona (centre mixt CSIC-Ajuntament de Barcelona) és un centre de recerca que treballa principalment la línia de biosistemàtica botànica, en estreta col·laboració amb la Universitat de Barcelona, dins el Grup de Recerca en Biodiversitat i Biosistemàtica Vegetals (GReB):

- Biodiversitat de Plantes Vasculars

- Història de la Botànica

- Palinologia i Paleoecologia