Tiedekasvatustoimintaa kehitetään tutkimukseen perustuen. Helsingin yliopistossa on käynnissä useita tiedekasvatukseen liittyviä monitieteisiä tutkimushankkeita. Useat niistä kytkeytyvät yliopiston strategian mukaisesti globaaleihin haasteisiin, kuten ilmastonmuutoskasvatuksen ja kestävän kehityksen kasvatuksen tutkimuspohjaiseen kehittämiseen, tai muuten Suomen tulevaisuuden kannalta tärkeisiin aiheisiin, kuten bio- ja kiertotalouteen sekä digitalisaatioon. Tiedekasvatuskeskus koordinoi yliopistossa tätä tutkimustoimintaa.

Valtaosa tutkimuksesta toteutetaan kehittämistutkimuksen (design-based research, DBR) metodologiaa käyttäen. Sen tuloksena syntyy paitsi uutta teoriaa, myös käytäntöä palvelevia innovaatioita, mikä lisää tämän tutkimuksen vaikuttavuutta.