Das IMTB erfoscht die mechanistische Grundlage der Zellen auf der Ebene des Chromatins und der mRNA-Synthese. In Zusammenarbeit mit dem Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin und der Klinik untersucht das IMTB Modelle relevanter Zelldifferenzierung und erforscht Krankheiten wie Krebs und Entzündungen.

Die IMTB betreibt zwei unabhängige Forschungsabteilungen: "Molecular and Cellular Biology" und "Molecular Stem Cell Biology".