המחקרים המתבצעים בתחנות עוסקים, בין היתר, בדרכים חדשות וחסכוניות להשקיה, בפיתוח זנים חדשים של גידולי שדה, פירות, ירקות, פרחים ותבלינים, והגדלת היבולים בזנים קיימים, בפיתוח טכנולוגיות חדשות שיחסכו כוח אדם בחקלאות, בשיפור שיטות הגידול בחממות ובמצעים מנותקים, הגנה ממחלות ומזיקים ועוד. דגש מיוחד ניתן במחקרים אלה לחקלאות אקולוגית – פיתוח הגידולים החקלאיים תוך שמירה על הסביבה במגוון טכניקות, כגון הדברה ביולוגית.
במו"פ דרום, תחנת המחקר בנגב המערבי, ערכו, למשל, ניסוי לגידול אננס במדבר. במו"פ ערבה תיכונה וצפונית פיתחו זן של מלון ללא גרעינים ובדקו אפשרות לצפות פלפלים בציפוי אכיל שיאריך את זמן האכסון של הפרי וישמור על איכותו, ובמו"פ צפון מצאו דרך להילחם באמצעות צרעות בכנימות שמפיצות וירוס בכרמים.