La investigación en el IRB Barcelona se estructura en cinco programas:

- Biología celular y del desarrollo : incluye expresión génica, biología molecular del desarrollo, biología celular, genómica y proteómica funcionales del desarrollo celular y embrionario y regeneración de tejidos.

- Biología estructual y computacional : comprende el análisis estructural de interacciones macromoleculares, rayos X, RMN y aparatos microscópicos electrónicos, biofísica molecular, biología estructural y bioinformática de modelización molecular.

- Medicina molecular : engloba las bases moleculares de las afecciones metabólicas y genéticas, el estudio de objetivos diagnósticos o terapéuticos y la genómica y proteómica funcionales de las patologías, así como la investigación translacional.

- Química y farmacologia molecular : incluye el diseño y la síntesis de pequeñas moléculas y macromoléculas, con un interés especial en dos aspectos de la química combinatoria: la construcción de bancos de datos y la optimización de la producción de compuestos sintéticos, y las biotecnologías de selección molecular dirigidas a objetivos terapéuticos y a establecer la relación entre los fármacos y sus objetivos.

- Oncología: Incluye el estudio sobre aspectos diversos del inicio y la progresión de un tumor, la relación entre células madre y cáncer, así como la identificación de los mecanismos que conducen a la metástasis a un tejido específico.

El IRB Barcelona tiene un comité asesor externo, formado por científicos de primer orden, que tiene la responsabilidad de asesorar sobre las actividades y la producción científica de los grupos, las líneas y los programas. Este proceso de evaluación, que es permanente y llega a todos los niveles y disciplinas de trabajo, sigue unos criterios de máxima independencia y de no-injerencia, elementos esenciales para asegurar un asesoramiento de la más alta calidad.

El IRB Barcelona está situado en el Parc Científic de Barcelona (PCB), que también acoge centros de investigación de una gran cantidad de empresas farmacéuticas y biotecnológicas, así como servicios científicos y tecnológicos y plataformas tecnológicas sobre el estado de la cuestión.