Raziskovalno delo na Kmetijskem inštitutu Slovenije je povezano s širšim področjem kmetijstva, ekologije in varstva okolja. Samostojno telo Kmetijskega inštituta Slovenije, ki obravnava vprašanja s področja znanstvenega in strokovnega dela inštituta ter odloča o njih, je Znanstveni svet KIS.
Pri raziskovalnem delu sledimo potrebam zagotavljanja prehranske varnosti in trajnostne pridelave hrane v Sloveniji, ki se odražajo v varovanju okolja, ohranjanju rodovitnosti tal, biotske raznovrstnosti in tradicionalne podeželske kmetijske krajine. Raziskovalno delo temelji na Resoluciji o strateških usmeritvah razvoja slovenskega kmetijstva in živilstva do leta 2020 – »Zagotovimo.si hrano za jutri« in na evropskem okvirnem programu za raziskave ter inovacije 2014–2020 – "Obzorje 2020". Raziskovalno delo poteka v okviru programskih skupin Agrobiodiverziteta, Trajnostno kmetijstvo, Konkurenčnost agroživilstva in Infrastrukturni programi.