L'ICB è un polo tecnologico in constante evoluzione nella ricerca e lo sviluppo di piccole molecole e processi biotecnologici. Nel settore farmaceutico, le attività dedicate all'analisi, alla sintesi e alla valutazione biologica di piccole molecole organiche bioattive sono in grado di supportare lo studio di lead compounds e lo sviluppo preclinico di lipidi, prodotti naturali, peptidi e biomarcatori per l'oncologia, l'immunologia e le neuroscienze. In questo quadro, un punto di eccellenza emergente è la ricerca di coadiuvanti vaccinali mediante l'attivazione del sistema immunitario innato attraverso recettori di riconoscimento di pattern (PRR) e piccole molecole e glicoconiugati. L'Istituto mette a disposizione una raccolta di molecole ed estratti, e un database con informazioni sulle molecole scoperte nei nostri laboratori. L'ICB ospita anche ricerche di grande impatto sul sistema di segnalazione degli endocannabinoidi e sul potenziale farmacologico della cannabis. Nelle biotecnologie l'Istituto svolge attività di ricerca nello sviluppo e nell'implementazione di processi basati su enzimi estremofili e cellulari interi per la mitigazione biologica della CO₂ e per la produzione di biocarburanti, idrogeno, ingredienti alimentari e composti funzionali e/o bioattivi dalla conversione di matrici e residui agroalimentari.