Raziskovalna dejavnost Onkološkega inštituta obsega:

• bazične raziskave,
• raziskave o diagnostičnih in prognostičnih dejavnikih,
• predklinične raziskave,
• klinične in epidemiološke študije.

Med najbolj zastopane spadajo raziskave o diagnostičnih in prognostičnih dejavnikih ter klinične študije. Slednje so v velikem delu plod lastnega načrtovanja. Med kliničnimi študijami pa je veliko tudi takih, kjer se vključujemo v mednarodne, multicentrične projekte, ki nas povezujejo z znanimi mednarodnimi onkološkimi centri.