Zoologiya institutunun elmi tədqiqatlarının əsas istiqamətləri:

• Azərbaycanın heyvanlar aləminin tədqiqi;

• Heyvanlar  aləminin müxtəlif  qruplarının müasir vəziyyətinin araşdırılması;

• Müxtəlif  biosenozlarda heyvanların rolunun müəyyənləşdirilməsi;

• Parazitar və təbii ocaqlı xəstəliklərin ləğv edilməsinin bioloji əsasalarının hazırlanması;

• Parazitar xəstəliklərin törədicilərinin biomüxtəlifliyinin, növ daxili dəyişkənliklərinin və ekoloji xüsusiyyətlərinin öyrənilməsi;

• Parazitar xəstəliklərin törədicilərinin parazit-sahib sistemində qarşılıqlı əlaqələrinin öyrənilməsi;

• Həşəratların say dinamikasının və yayılma qanunauyğunluqlarının araşdırılması;

• Kənd təsərrüfatı bitkilərinin bioloji mühafizəsinin elmi və praktiki əsaslarının hazırlanması, zərərvericilərin sayının bioloji üsullarla tənzimi;

• Azərbaycanın su hövzələrinin hidrofaunasının tədqiqi;

• Su və torpaq biotoplarında yaşayan onurğasız heyvanların biomüxtəlifliyinin və  ekoloji xüsusiyyətlərinin öyrənilməsi;

• Xəzər dənizi və Kür çayı hövzələrinin bioloji məhsuldarlığının tənzim edilməsinin elmi əsaslarının hazırlanması;

• Onurğalı  heyvanların biologiyası və ekologiyasını müəyyənləşdirməklə onların faydalılarından istifadə edilməsi, zərərli formalara qarşı mübarizənin elmi əsaslarının hazırlanması;

• Nəsli kəsilməkdə olan və nadir balıq növlərinin akvakultura şəraitində artırılması;

• Azərbaycanın heyvanlar aləminin öyrənilməsində kosmik tədqiqat, informasiya texnologiyaları və molekulyar bioloji tədqiqat üsullarının tətbiqi.