Os Núcleos de Pesquisa e de Extensão se constituem em órgãos básicos de promoção e desenvolvimento de atividades de pesquisa e/ou de extensão do INBIO. 

Cada Núcleo terá como atribuição orientar, supervisionar e coordenar os projetos de pesquisa e/ou de extensão de uma determinada área de especialização da Unidade Acadêmica, exercendo as funções de promover e desenvolver, no âmbito de sua área de especialização:

 - projetos de pesquisa e ou de extensão;

- cursos de pós-graduação lato sensu;

- atividades de extensão;

- programas de iniciação científica envolvendo estudantes de graduação;

- programas de estágio que não estejam diretamente vinculados aos cursos de graduação;

- programas de estágio pós-doutoral;

- outras funções previstas no Regimento Interno da Unidade. 

Atualmente o INBIO possui 07 Núcleos de Pesquisa e de Extensão. São eles:

1- Núcleo de Biologia Animal, coordenado pela Prof. Dr. Giuliano Buzá Jacobucci;

2- Núcleo de Biologia Evolutiva, coordenado pelo Profa. Dra. Helena Maura Torezan Silingardi;

3- Núcleo de Botânica, coordenado pelo Prof. Dr. Jimi Naoki Nakajima;

4- Núcleo Educação em Ciência, coordenado pela Profa. Dra. Fernanda Helena Nogueira Ferreira;

5- Núcleo de Ecologia Aplicada, coordenado pelo Prof. Dr. Kleber Del Claro;

6- Núcleo de Estudos Ecológicos de Longa Duração, coordenado pela Prof. Dr. Marcelo de Oliveira Gonzaga;

7- Núcleo de Serviços Ambientais e Diversidade Funcional de Plantas, coordenado pela Profa. Dra. Ana Sílvia F. Pinheiro Moreira.