Forskningen vid institutionen bedrivs inom utbildningsvetenskap på förskole-, skol- och universitetsnivå, främst i ämnena naturvetenskap, teknik och matematik. En stor del av vår forskning sker i samverkan med kommuner och skolor.
Alla forskare och doktorander vid NMD ingår i någon av forskningsmiljöerna Umeå Science Education Research (UmSER) eller Umeå forskningscentrum för matematikdidaktik (UFM).