La progettualità scientifica che la Stazione Zoologica attua si articola in sette programmi scientifici così come qui di seguito schematizzati:
I primi due programmi sono fortemente ispirati allo studio dei meccanismi connessi alla riproduzione e sviluppo di organismi marini, con attenzione - in qualche caso - a organismi modello. Il terzo a studi della biodiversità marina; il quarto e il quinto incentrati allo studio del funzionamento di ecosistemi e organismi marini planctonici e bentonici. Infine, un sesto programma è ispirato dallo studio delle forme di plasticità biologica che caratterizzano i viventi, a diversi livelli di organizzazione, e il settimo all'esplorazione del potenziale biotecnologico degli organismi marini.
