Целью исследовательских работ лаборатории является изучение состава, структуры и функционирования водных сообществ в пространстве и времени, в том числе истории их становления.
Значительное внимание уделяется изучению систематического состава водных беспозвоночных, прежде всего ветвистоусых ракообразных (Cladocera), группе, играющую доминирующую роль в экосистемах внутренних вод. Эта группа исследуется в объеме фауны мира. Основное внимание уделяется детальному описанию таксонов видового уровня, анализируемых морфологически и молекулярно-генетически. Помимо многочисленных статей по данной теме, опубликован ряд определителей по группе, проводятся школы-семинары международного и всероссийского уровня в целях повышения квалификации специалистов-зоопланктонологов.
Также исследуются морфология, эмбриология, экология, физиология и зоогеография ветвистоусых ракообразных, в том числе в целях выяснения истории эволюционного развития и филогенетических отношений как всей группы в пределах класса Branchiopoda, так и ее отдельных подразделений. Современные молекулярно-генетические методы применяются для филогеографических построений, анализирующих историю пространственного распространения отдельных видов и групп видов.
Тема долговременных наблюдений зоопланктонных сообществ незаменима в отношении исследования их многолетней динамики и перестроек как вызванных влиянием природных процессов, так и антропогенным воздействием. Многолетние ежегодные регулярные съемки пелагического зоопланктона оз. Глубокого (Московская область), как эталонного природного водоема, позволяют оценивать результаты существенной перестройки озерного сообщества после сильного антропогенного воздействия на водоем, последовавшей в связи с гидромелиорацией его водосбора.
Исследования на озере Глубоком, одном из наиболее исследованных водоемов России и мира, имеют задачу наиболее полного изучения состава его биоты, ее отдельных групп, для выполнения которой привлекаются специалисты из различных учреждений и стран.
Палеолимнологические исследования призваны исследовать историю развития и становления современных пресноводных сообществ. Для этой цели изучаются как вертикальные разрезы озерных отложений, их поверхностные слои, так и данные другого порядка, например, состав покоящихся стадий ветвистоусых ракообразных, найденных в шерсти мамонтов и других животных ледниковых и послеледниковых эпох.
Значительное место в работе лаборатории занимает развитие теоретических и прикладных исследований биологических инвазий чужеродных видов:
- поиску новых и уточнению известных инвазионных коридоров и векторов инвазий;
- изучению адаптаций видов-вселенцев к новым условиям;
- оценке уязвимости аборигенных экосистем и риска инвазий;
- изучению генетических и эволюционных последствий инвазий;
- выявлению последствий воздействия видов-вселенцев на аборигенные виды и экосистемы.
Основными объектами исследований инвазионного процесса являются беспозвоночные (ракообразные, насекомые) и позвоночные (рыбы, земноводные, пресмыкающиеся) животные.
Кроме того, в лаборатории ведутся исследования механизмов внутривидового формообразования (микроэволюции) рыб. Исследования проводятся в мировых «центрах диверсификации» — Центрально-азиатском бессточном бассейне (Монголия) и водоемах Абиссинского нагорья (Эфиопия).
В последние годы в лаборатории начаты исследования качественных характеристик потоков веществ в пищевых сетях водных и околоводных экосистем и роли в этих процессах пограничных зон (экотонов).
Лаборатория ведет большую преподавательскую деятельность. Ведущие сотрудники лаборатории постоянно руководят диссертационными работами аспирантов и соискателей (в среднем 2-х-3-х в год). За время существования лаборатории (с 2006 по 2018 гг.) в лаборатории защищена одна докторская диссертация, 7 аспирантов и 3 соискателя лаборатории защитили кандидатские диссертации; коме того, под руководством сотрудников лаборатории защищено еще 2 докторские и 5 кандидатских диссертаций сотрудниками других лабораторий и организаций. Ежегодно на биостанции «Глубокое озеро» сотрудники лаборатории проводят летние практики студентов кафедры Зоологии беспозвоночных Биологического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова. Разработаны и читаются 2 курса лекций для магистров и аспирантов на Биологическом факультете Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, в Сибирском федеральном университете и в ИПЭЭ РАН.
Лаборатория была инициатором и одним из организаторов двух регулярных международных конференций: «Инвазии чужеродных видов в Голарктике» (последняя, 5-я прошла в 2017 г.) и «Ракообразные: разнообразие, экология, эволюция» (последняя, 2-я прошла в 2018 г.).
Лаборатория была инициатором создания электронного периодического издания «Российский журнал биологических инвазий». Журнал издается с 2008 г., переводится на английский язык, распространяется издательством Springer, индексируется в базе данных Scopus.
Лаборатория была инициатором создания Русского карцинологического общества.