Các hướng nghiên cứu của bộ môn tập trung vào lĩnh vực sinh học cơ bản và ứng dụng nhằm góp phần vào sự phát triển bền vững của vùng ĐBSCL. Các nghiên cứu đã và đang nhận được sự hỗ trợ và hợp tác từ các trường đại học và viện nghiên cứu trong và ngoài nước.

• Đa dạng sinh học. Khảo sát sự đa dạng sinh học thực vật gồm phiêu sinh thực vật và thực vật bậc cao; đa dạng sinh học động vật gồm thân mềm và chân khớp ở một số vùng của ĐBSCL. Bộ sưu tập về sự đa dạng sinh học các ngành động, thực vật được sử dụng như nguồn tài liệu phục vụ giảng dạy và nghiên cứu.
• Thử nghiệm sinh học. Sàng lọc các thực vật bản địa có hoạt tính kháng bệnh đái tháo đường, kháng oxy hóa và kháng vi khuẩn gây bệnh ở tôm sú (Penaeus monodon). Một số loài thực vật như lá dứa (Pandanus amaryllifolius R.), ổi (Psidium guajava L.), nhàu (Morinda citrifolia L.) và khổ qua (Momordica charantia L.) đã được chứng minh có khả năng hạ glucose huyết trên chuột bị bệnh đái tháo đường.  Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy một số thảo dược có khả năng kháng oxy hóa như nhàu, lá dứa và ô rô (Acanthus ilicifolius L.).  Bên cạnh đó, chiết xuất từ các thảo dược cũng được nghiên cứu để điều trị bệnh trên động vật thủy sản. Cao chiết từ cây cỏ mực (Eclipta alba Hassk.) đã được chứng minh có khả năng ức chế các vi khuẩn thuộc loài Enterobacter cloacae, Vibrio brasiliensis và Vibrio parahaemolyticus được phân lập từ ruột tôm sú bị bệnh. Các hướng nghiên cứu này đang được tiếp tục thực hiện nhằm chứng minh tác dụng và làm sáng tỏ cơ chế tác động của cao chiết từ các thực vật trên từ đó có kế hoạch khai thác và bảo tồn nguồn tài nguyên dược liệu. 

• Cố định đạm, hòa tan lân và kali sinh học. Phân lập vi khuẩn đất có khả năng cố định đạm từ đất vùng rễ lúa ở những vùng sinh thái khác nhau; phân lập vi khuẩn có khả năng hòa tan lân, kali khó tan trong đất ở ĐBSCL. Các dòng vi khuẩn tiềm năng có khả năng cố định đạm thuộc các loài Pseudomonas stutzeri và Burkholderia vietnamiensis; các dòng vi khuẩn có khả năng hòa tan hiệu quả lân, kali thuộc các loài Agrobacterium tumefaciens, Rhizobium tropici và Azotobacter tropicalis. Các dòng vi khuẩn này đang được tiếp tục nghiên cứu trong điều kiện nhà lưới và ngoài đồng về khả năng cung cấp đạm, lân và kali sinh học cho cây lúa và các cây rau màu chủ lực trong vùng.
• Phân hủy sinh học. Phân lập vi khuẩn bản địa có khả năng phân hủy một số nông dược đã và đang được sử dụng phổ biến ở ĐBSCL; các hợp chất ô nhiễm hữu cơ có vòng thơm trong đất và trong nước thải. Vi khuẩn Novosphingobium sp. KN65.2 có khả năng phân hủy thuốc trừ sâu carbofuran đã được phân lập và các gen liên quan đến lộ trình phân hủy carbofuran ở vi khuẩn KN65.2 cũng đã được chứng minh. Ngoài ra, nhiều dòng vi khuẩn thuộc các giống Burkholderia, Cupriavidus và Ralstonia có khả năng phân hủy thuốc trừ cỏ 2,4-D cũng đã được phân lập, xác định đặc tính di truyền và các gen liên quan đến lộ trình phân hủy. Với các thông tin di truyền và các dòng vi khuẩn hiện có, sự phân hủy sinh học carbofuran, 2,4-D và các loại nông dược có cấu trúc hóa học tương tự đã và đang được sử dụng trong hệ thống canh tác lúa ở ĐBSCL sẽ được tiếp tục khảo sát ở cấp độ sinh học phân tử. Ngoài ra, sự phân hủy sinh học các hợp chất hữu cơ có vòng thơm trong đất và trong nước thải cũng đang được nghiên cứu nhằm tìm ra phương pháp giảm thiểu các chất ô nhiễm trong môi trường bằng con đường sinh học.