В институте естественных наук реализуются научные исследования по следующим направлениям:
- Экологический мониторинг в природно-техногенных системах
- Геоэкологическая оценка различных аспектов функционирования природно-антропогенных систем
- Рациональное природопользование аридных территорий и оптимизация агролесоландшафтов
- Экологическая безопасность производств и сооружений
- Геоэкологическое состояние природно-хозяйственного комплекса Нижней Волги и Среднего Дона
- Биологическое и ландшафтное разнообразие Нижнего Поволжья
- Ландшафтно-экологические исследования речных пойм и дельт