Une grande diversité de modèles biologiques est utilisée allant des levures aux invertébrés, algues, plantes, souris et poissons, ainsi qu’aux modèles cellulaires. Le vivant est étudié à toutes ses échelles, moléculaire, cellulaire, de l’organe ou de l’individu. Les approches expérimentales utilisées sont multidisciplinaires, allant de la molécule au comportement. Les grands processus biologiques qui sous-tendent le fonctionnement des organismes vivants sont analysés à travers des thématiques diversifiées comme le développement des organismes depuis la méiose jusqu’à la formation de l’adulte, les mécanismes génétiques et épigénétiques qui assurent l’expression et le maintien de l’intégrité du génome, le développement, la physiologie et la plasticité du système nerveux, le vieillissement et la longévité, la photosynthèse et la photoperception, le fonctionnement du système immunitaire, la cancérologie, le métabolisme et les grandes fonctions physiologiques. Des approches issues de la physique, des mathématiques et des sciences computationnelles permettent par la modélisation de comprendre les propriétés physiques et dynamiques des systèmes biologiques. La biologie synthétique est mise en œuvre pour reconstruire le vivant. Des technologies innovantes sont déployées en imagerie, génomique, protéomique, biophysique et biologie structurale.

Les laboratoires effectuent par ailleurs une recherche translationnelle et clinique dans le domaine du cancer, de l'immunité, du métabolisme et des maladies chroniques, des troubles psychiatriques et neurologiques, et des maladies liées à l’âge, avec l’ambition de mettre les découvertes scientifiques et l’innovation thérapeutique au service de la médecine de demain.

Ces travaux reposent, entre autres, sur des plateformes technologiques regroupées au sein d’une Unité Mixte de Service qui a pour vocation d’accompagner la quarantaine de plateformes en sciences de la vie et santé de Sorbonne Université en mettant à disposition de la communauté scientifique des équipements à la pointe des progrès technologiques.