Die Forschung am Biozentrum ist breit gefächert, wobei sich die physikalischen Grundlagen des Lebens sowie Verhaltensweisen und Dynamiken vielzelliger Gemeinschaften, von einfachen Bakteriengemeinschaften bis hin zu komplexen Organismen, wie ein roter Faden durch die verschiedensten Themengebiete hindurchzieht. 

Zurzeit forschen die Gruppen am Biozentrum auf fünf Gebiete: Zell- & Entwicklungsbiologie, Infektionsbiologie, Neurobiologie, Strukturbiologie & Biophysik und Computational & Systems Biology. Diese Forschungsgebiete sind jedoch nicht streng voneinander getrennt, sondern bauen auf gemeinsamen Konzepten und Technologien auf. Ausserdem ergeben sich neue relevante Fragen häufig gerade an den Schnittstellen zwischen verschiedenen Bereichen, während dank den jeweiligen Kernkompetenzen innovative Lösungen gefunden werden können.

Die moderne Forschung ist in zunehmendem Mass auf hochkomplexe Technologien angewiesen, vor allem im Bereich der Genomik, Proteomik, Bildgebung und Datenanalyse. Um diese Herausforderung zu meistern, hat das Biozentrum mehrere sogenannte Technologie-Plattformen etabliert, die neue Entwicklungen z. B. auf dem Gebiet der Elektronen- und Lichtmikroskopie, Proteomik, FACS (Fluorescence Activated Cell Sorting) und Research-IT abdecken. Einige weitere Technologie-Plattformen (Mikroarray-Technologie, Quantitative Genomics Facility) teilt sich das Biozentrum mit anderen Forschungsinstituten der Region.