ฝ่ายวิจัยและพัฒนามีภารกิจหลักในด้านการค้นคว้าและวิจัย โดยเฉพาะงานวิจัยด้านพิษงูและงูพิษ และงานวิจัยโรคพิษสุนัขบ้า โดยมุ่งเน้นการวิจัยทางวิทยาศาสตร์พื้นฐานเพื่อองค์ความรู้ใหม่ ที่สามารถนำไปต่อยอดในเชิงลึก พัฒนาเทคนิคการตรวจวิเคราะห์ชนิดของพิษงูและ ตรวจหาระดับภูมิคุ้มกันต่อพิษสุนัขบ้าให้มีความถูกต้อง แม่นยำ และรวดเร็ว ปรับปรุงและพัฒนาวิธีการผลิตเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพดียิ่งขึ้น พัฒนาการสร้างสรรค์นวัตกรรมและผลิตภัณฑ์ใหม่ ๆ เพื่อประโยชน์ต่อประชาชนและระบบสาธารณสุขของประเทศ นอกจากนี้ยังมีภารกิจทางด้านงานบริการ โดยให้บริการตรวจหาระดับภูมิคุ้มกันต่อโรคพิษสุนัขบ้าทั้งในคนและสัตว์ โดยเฉพาะสัตว์เลี้ยงที่เจ้าของต้องการนำออกไปยังต่างประเทศที่ต้องการใบรับรองผลการยืนยันการมีภูมิคุ้มกันต่อโรคพิษสุนัขบ้าของสัตว์นั้นๆ เป็นแหล่งฝึกปฏิบัติสำหรับนักศึกษาจากหลายสถาบัน ให้ความร่วมมือกับสถาบันการศึกษาต่าง ๆ ทั้งในและต่างประเทศในการทำวิจัยเพื่อองค์ความรู้ใหม่ ๆ และเป็นแหล่งเผยแพร่ความรู้โดยมีผลงานทางวิชาการได้รับการตีพิมพ์ในวารสารระดับชาติและนานาชาติอย่างต่อเนื่อง
งานวิจัยด้านงูพิษและพิษงู ครอบคลุมทั้งงานทางด้านชีวเคมี พิษวิทยา อนุกรมวิธาน สรีรวิทยา ชีวโมเลกุล เซลล์วิทยา อาทิเช่น การพัฒนาวิธีการตรวจชนิดของพิษงูในสิ่งส่งตรวจ การศึกษาการหักล้างฤทธิ์ของพิษงูด้วยเซรุ่ม ตลอดจนการศึกษาประสิทธิภาพของเซรุ่มในการหักล้างฤทธิ์พิษงูต่างชนิด งานวิจัยทางด้านชีวโมเลกุล ได้ศึกษาความสัมพันธ์และจำแนกชนิดของงูพิษและพิษงูในประเทศไทยโดยอาศัยข้อมูลจากดีเอ็นเอที่จำเพาะต่องูพิษแต่ละชนิด การศึกษาความแตกต่างทางอนุกรมวิธานเชิงโมเลกุลของงูไม่มีพิษ เช่น งูกินทาก 4 ชนิด ที่พบในประเทศไทย งานทางด้านเซลล์วิทยา มีการทดสอบพิษงูและส่วนประกอบของพิษงูในการยับยั้งเซลล์มะเร็งจากอวัยวะต่าง ๆ หลายชนิด ซึ่งอาจจะเป็นแนวทางในการพัฒนายาใหม่ ๆ ในการรักษาโรคมะเร็ง
งานวิจัยด้านพิษสุนัขบ้า มีการทดสอบการฉีดวัคซีนป้องกันโรคพิษสุนัขบ้าโดยวิธีฉีดเข้าชั้นผิวหนัง ซึ่งถือเป็นวิธีที่ได้ผลดี และได้รับการยอมรับจากองค์การอนามัยโลกให้ใช้เป็นแนวทางปฏิบัติในการป้องกันโรคพิษสุนัขบ้า มีการนำเทคนิคทางชีวโมเลกุลมาพัฒนาวิธีการตรวจวินิจฉัยเชื้อไวรัสพิษสุนัขบ้าในตัวอย่างสมองสัตว์ และได้ศึกษาการผลิตโมโนโคลนอลแอนติบอดีที่จำเพาะต่อโรคพิษสุนัขบ้า เพื่อการตรวจวินิจฉัยและรักษา
นอกจากงานวิจัยทั้ง 2 ด้านหลัก ๆ แล้ว ฝ่ายวิจัยและพัฒนายังได้พัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่ๆ เช่น การพัฒนาวิธีทดสอบปฏิกิริยาต่อเชื้อวัณโรคที่ผิวหนังแบบใช้แผ่นแปะ การประยุกต์ใช้แผ่นแปะผิวทดสอบวัณโรคระยะแฝง รวมทั้งการพัฒนาวิธีทางชีวโมเลกุลเพื่อใช้ในการตรวจหาเชื้อไวรัสก่อโรคในม้าที่ใช้ในการผลิตเซรุ่มแก้พิษงูและเซรุ่มป้องกันโรคพิษสุนัขบ้า โดยผลงานวิจัยที่ผ่านมาของฝ่ายวิจัยและพัฒนา ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารระดับชาติและนานาชาติ
การทำงานในห้องปฏิบัติการ
การวิเคราะห์ผลทางชีวโมเลกุลด้วยเครื่อง Real-time PCR
ตรวจดูการเจริญเติบโตของเซลล์เพาะเลี้ยง