ЦНИЛ обеспечивает реализацию следующих подпрограмм фундаментальных научных исследований:
- Исследование фундаментальных основ жизнедеятельности (изучение молекулярных механизмов патологических состояний, создание стандартизированных биомоделей лабораторных животных);
- Медицинские клеточные и генно-инженерные технологии, регенеративная медицина (клеточные технологии для исследования молекулярных механизмов патологических процессов и совершенствования методов лечения; клеточная биология и иммунология);
- Персонализированная медицина и высокотехнологичное здравоохранение (исследование генетических, клеточных и молекулярных механизмов регуляции метаболического потенциала здоровой и патологической (в том числе висцеральной и эктопированной) жировой ткани с целью создания новых лекарственных препаратов и технологий лечения ожирения и сахарного диабета 2 типа; разработка новых технологий диагностики и лечения болезней эндокринной системы и обмена веществ; проведение фундаментальных физико-химических исследований патогенов и физиологических процессов, создание лекарственных препаратов для лечения и профилактики социально значимых заболеваний);
- Фармакология и фармация (поиск и разработка векторных систем для высокоселективной доставки диагностических и лекарственных препаратов в клетки мишени на основе антител, аптамеров, рецепторов, лигандов и других биологически активных молекул; поиск новых молекулярных мишеней фармакологической регуляции патологических процессов; создание тест-систем скрининга лекарств; создание контейнерных систем доставки диагностических и лекарственных препаратов в клетки мишени на основе липосом, мицелл, наночастиц, наногелей и полимерных конъюгатов, а также на основе специфических клеточных систем);
- Биоресурсные коллекции (биологические коллекции, включая генетические банки микроорганизмов, растений и животных; создание стандартизированных биомоделей и систем биобанкирования биологического материала; клиническая медицина (создание реестра биоматериалов от пациентов).
Большинство исследований и разработок имеют выраженный междисциплинарный характер.