武汉分院各研究所以基础研究、应用研究为主，其主要研究领域包括核磁共振波谱学、原子分子物理、数学物理、光电子学、岩土力学与工程科学、能源与废弃物地下储存、防灾减灾工程与防护工程、大地测量、地球物理、环境科学、淡水生态学、水生生物多样性与资源保护、渔业生物技术、水环境工程、农业病毒（农业微生物）、医学病毒、分析生物技术、植物资源保护与开发利用、流域生态学与大型工程生态安全、资源植物学与天然产物等。现有国家重点实验室4个，即武汉物理与数学所的“波谱与原子分子物理国家重点实验室”、水生生物所的“淡水生态与生物技术国家重点实验室”、武汉岩土力学所的“岩土力学与工程国家重点实验室”、武汉病毒所的“病毒学国家重点实验室”（与武汉大学共建）；国家级工程技术研究中心3个，即水生生物所的“国家淡水渔业工程技术研究中心(武汉)”、测量与地球物理所的“国家卫星定位系统工程技术研究中心”（与武汉大学共建）等；中国科学院重点实验室5个，即中国科学院动力大地测量学重点实验室、中国科学院岩土力学重点实验室、中国科学院分子病毒学重点实验室、中国科学院水生生物多样性与保护重点实验室、中国科学院水生植物与流域生态重点实验室。 

　　截至2008年底，武汉分院共有正式职工1603人，其中，从事科技活动人员1078人，院士 8人 (科学院院士7人, 工程院院士1人) ，国家级有突出贡献专家10人，1995年来引进中国科学院“百人计划”入选者47人，国家杰出青年基金获得者18 人，国家“百千万人才工程”第一、二层次入选者15 人。

　　自2000年以来，分院系统共有153项成果获省部级以上奖励，其中获国家科技奖励12项；共申请专利666件，授权专利504件；在发表论文中被SCI收录2900多篇。