Важливим та невід’ємним складником діяльності університету є наукова та науково-дослідна робота, яка здійснюється з метою інтеграції наукової, навчальної та виробничої діяльності в системі вищої освіти.
Наукова й інноваційна діяльність є надзвичайно важливою.
Її в університеті забезпечують 29 наукових підрозділів (наукові інститути, центри, лабораторії, музеї тощо), 6 учених спеціалізованих рад із захисту кандидатських і докторських дисертацій, 9 наукових шкіл, наукова бібліотека імені Михайла Максимовича, що працюють над розширенням горизонтів сьогодення та завбаченням майбутнього.
Підготовка науково-педагогічних кадрів здійснюється в аспірантурі за 14 спеціальностями та докторантурі за 10 спеціальностями. Молоді науковці та студенти об’єднані в Раду молодих вчених.
В університеті традиційно проводиться Всеукраїнська наукова конференція молодих вчених «Актуальні проблеми природничих та гуманітарних наук у дослідженнях молодих вчених», у якій щорічно беруть участь до 650 студентів та магістрантів. Кращі студенти продовжують навчання в аспірантурі університету, інших вишів, НАНУ, а також в університетах Європи, США, Сінгапуру.