Hauptthema der Abteilung von Prof. Dr. Lothar Willmitzer ist die Analyse von Primärstoffwechsel­vorgängen und deren mathematische Beschreibung. Das umfasst sowohl die Nährstoffaufnahme und -‍weiterleitung als auch den Aufbau pflanzlicher Makromoleküle.

Die Abteilung von Prof. Dr. Mark Stitt beschäftigt sich mit Fragen nach der Regulation und Vernetzung biochemischer Stoffwechselwege. Es werden vergleichende genetische und revers-genetische Untersuchungen an Ökotypvarianten, Mutanten und transgenen Pflanzen durchgeführt.

Prof. Dr. Ralph Bocks Abteilung untersucht die Physiologie und Genetik pflanzlicher Zellorganellen. Besonderes Interesse gilt der Wechselwirkung zwischen der Erbsubstanz aus Mitochondrien und Chloroplasten mit der Erbsubstanz des Zellkerns.

Die Leiter von Zentralen Infrastrukturgruppen betreiben ihre eigenen Forschungsprogramme unabhängig von den drei Abteilungen des Institutes, während sie gleichzeitig ihr spezialisiertes Fachwissen und das dafür notwendige Equipment den anderen Institutsmitgliedern zur Verfügung stellen.

Es besteht eine enge Zusammenarbeit mit Arbeitsgruppen der Universität Potsdam und anderer Einrichtungen. Dies ist historisch bedingt, da die jeweiligen Arbeitsgruppenleiter vor ihrer Professur Arbeitsgruppen am Institut geleitet haben.