Eitt af aðalhlutverkum Náttúrufræðistofu Kópavogs er að stunda rannsóknir, ásamt því að safna náttúrufræðilegum gögnum, skrá þau og varðveita með vísindalegum hætti. Þetta kemur mörgum á óvart, enda er rannsóknarhluti starfseminnar ekki fyrir eins opnum tjöldum og sýningarstarfið. Rannsóknir Náttúrufræðistofunnar beinast fyrst og fremst að lífríki í ferskvatni og þá aðallega í stöðuvötnum. Rannsóknaverkefnin eru orðin fjölmörg og er ýmist um að ræða verkefni sem stofan stendur ein að eða vinnur í samvinnu við innlenda og erlenda aðila.