Tvärminnen eläintieteellisellä asemalla on tehty tutkimusta jo runsaat sata vuotta. Painopisteenä ovat olleet Suomenlahden vähäsuolaiset rannikkovedet. Asema perustettiin jo 1902, ja se on tarjonnut erinomaiset mahdollisuudet pitkäaikaisten ympäristömuutosten tutkimiseen. Merentutkimus asemalla keskittyy Itämeren monimuotoisuuden ja ekosysteemin toiminnan välisiin yhteyksiin, sekä ihmisen toiminnan aiheuttamiin muutoksiin, kuten rehevöitymiseen, ilmaston lämpenemiseen ja meren happamoitumiseen.

Myös evoluutio- ja populaatiobiologia ovat tärkeitä painopistealueita. Tutkimusalueita ovat muurahaisyhdyskuntien sosiaalinen, seksuaalinen ja geneettinen rakenne, kalojen ja lintujen seksuaalivalinta ja lisääntymisbiologia sekä hyönteisten ja kalliolammikoiden eliöiden leviäminen ja lisääntyminen laikukkaassa ympäristössä (metapopulaatiobiologinen tutkimus).