З метою розвитку науково-дослідної роботи в ТДАТУ створено 4 науково-дослідних інститути: НДІ механізації землеробства Півдня України, НДІ агротехнологій та екології, НДІ стратегії соціально-економічного розвитку агропромислового виробництва Півдня України, НДІ нанотехнологій і наноматеріалів. В них діє 18 проблемних науково-дослідніих лабораторій.
Зусилля співробітників цих НДІ спрямовані на реалізацію програми «Наука в ТДАТУ» і направлені на розробку та впровадження технологій вирощування, збирання, переробки і тривалого зберігання сільськогосподарської продукції, розробку засобів механізації та роботизації технологічних процесів, вирішення проблем машиновикористання в землеробстві, енергозбереження, прикладної біофізики, розвитку підприємництва, маркетингу та менеджменту, фінансово-кредитного та обліково-аналітичного забезпечення діяльності підприємств, розробку технологій виготовлення наноматеріалів та дослідження функціональних властивостей інженерно-енергетичних систем.
Науково-дослідний інститут механізації землеробства Півдня України
Науково-дослідний інститут агротехнологій та екології
Науково-дослідний інститут соціально-економічного розвитку регіону
Науково-дослідний інститут нанотехнологій і наноматеріалів
інформація про наукову та науково-технічну діяльність ТДАТУ -2016
Інформація про наукову та науково-технічну діяльність ТДАТУ-2017
Інформація про наукову та науково-технічну діяльність ТДАТУ-2018
Інформація про наукову та науково-технічну діяльність ТДАТУ-2019
Інформація про наукову та науково-технічну діяльність ТДАТУ-2020