Het onderzoek bij het Hubrecht Institute is divers en behelst diverse aspecten van ontwikkelings- en stamcelbiologie, zoals signalering in stamcellen en de vroege embryonale ontwikkeling, hartontwikkeling, regeneratie, epigenetica, genoomarchitectuur, celcycluscontrole, DNA-reparatie, dynamiek in genexpressie en kwantitatieve biologie van genexpressie. Dit onderzoek kan onder andere leiden tot innovatie bij behandelingen van kanker, diabetes en cardiovasculaire ziekten. Het Hubrecht Institute gebruikt een groot aantal onderzoeksmodellen waaronder muizen, kikkers, zebravissen, fruitvliegen, wormen, weefselkweken en organoïden.