Nacionaliniame vėžio institute vykdomi tarpdisciplininiai moksliniai tyrimai, apimantys vėžio biologijos, diagnostikos, gydymo ir prevencijos sritis. Instituto mokslininkai kuria ir taiko pažangius metodus, siekdami geriau suprasti onkologinių ligų mechanizmus, gerinti ankstyvąją diagnostiką bei prisidėti prie efektyvesnių sprendimų sveikatos priežiūroje.

Mokslinę veiklą vykdo specializuoti padaliniai:

• Genetinės diagnostikos laboratorija
• Biomedicininės fizikos laboratorija
• Molekulinės onkologijos laboratorija
• Imunologijos laboratorija
• Vėžio epidemiologijos laboratorija
• Klinikinių tyrimų centras (klinika)
• Vėžio registras
• Biobankas

Šie padaliniai užtikrina visapusišką požiūrį į vėžio tyrimus – nuo fundamentinių molekulinių procesų analizės iki klinikinių tyrimų ir visuomenės sveikatos duomenų vertinimo.