La actividad investigadora en ciencias agrarias del CEBAS-CSIC está estructurada en torno a cinco grandes temas de investigación claves para el desarrollo de la agricultura en zonas mediterráneas:

- Riego
- Nutrición vegetal
- Mejora genética
- Estrés abiótico, producción y calidad
- Patología vegetal

La investigación en riego está orientada a la optimización del uso del agua en agrosistemas mediterráneos, desarrollándose soluciones tecnológicas para la racionalización del riego. Concretamente, se desarrollan estrategias de riego deficitario capaces de no impactar la producción ni la calidad de la cosecha, se estudian novedosas tecnológicas para la programación del riego mediante el uso de sensores de suelo y/o planta, y se caracterizan especies de interés ornamental en condiciones hídricas adversas.

En nutrición vegetal se trabaja en el estudio de los procesos de asimilación y transporte de nutrientes por la planta para optimizar la fertilización. Todo ello integrado con el trabajo de necesidades hídricas está orientado a minimizar el impacto ambiental y a aumentar la competitividad y la sostenibilidad de la actividad agrícola en las zonas semiáridas como las zonas mediterráneas, y sobre todo en el entorno de la Región de Murcia y sureste español. Además, la aplicación de nuevas tecnologías (sensorización, telecomunicación y desarrollo de aplicaciones informáticas) permitirá optimizar el manejo del agua y los fertilizantes evolucionando hacia una agricultura de precisión.

En mejora genética la actividad se centra en la producción de variedades de árboles del género Prunus (albaricoquero, almendro y melocotonero) de especial relevancia para la agricultura murciana y zonas limítrofes. El objetivo es obtener nuevas variedades que aporten valor añadido a las variedades ya cultivadas, en términos de calidad, productividad, sostenibilidad y resistencia a plagas y enfermedades. Como consecuencia de esta actividad ya se han desarrollado y protegido numerosas variedades de albaricoquero y almendro que están siendo cultivadas por los productores. También se ha colaborado en la obtención de nuevas variedades de melocotón y nectarina que ya están en producción. Además de la aproximación clásica a la mejora de estas especies de Prunus, también se están desarrollando aproximaciones biotecnológicas y se dispone de diferentes procedimientos que permiten acelerar o incrementar la eficiencia en la mejora de estas especies.

En estrés abiótico, producción y calidad se estudian los procesos de adaptación de las plantas a las condiciones de estrés más habituales en las zonas mediterráneas, es decir fundamentalmente estrés hídrico (escasez de agua), y estrés salino (salinidad en el suelo o en el agua de riego) para identificar caracteres asociados a tolerancia a estos estreses y desarrollar estrategias de adaptación que permitan mantener buenos niveles de producción en estas condiciones adversas. Asimismo, se estudian los procesos biológicos relacionados con la calidad y conservación postcosecha de especies de interés agronómico en condiciones mediterráneas, por tanto se abordan desde aspectos de investigación básica hasta aspectos aplicados, como son la respuesta agronómica de las plantas en condiciones adversas y la calidad y conservación de frutos.

La investigación en patología vegetal se centra en el estudio de las principales enfermedades producidas por virus que afectan a los cultivos hortícolas de zonas mediterráneas. Los virus constituyen uno de los grupos más importantes de patógenos ya que pueden causar grandes pérdidas en la producción y calidad de los cultivos. Se pretende desarrollar estrategias que permitan obtener plantas resistentes a enfermedades causadas por virus y, así, contribuir a la producción sostenible de alimentos de calidad, seguros y saludables. Para ello se trabaja en diversos aspectos de la virología, como el desarrollo de métodos de diagnostico rápidos y fáciles de ejecutar que permitan una detección temprana de virus, la búsqueda de fuentes de resistencia natural a virosis, el estudio de los mecanismos de interacción entre virus y plantas, y el estudio de la variabilidad y evolución de las poblaciones de virus.