Мониторинг и научные исследования – два основных направления работы отдела. Результаты мониторинговых работ ежегодно формируются в Летопись природы, которая ведется с 1936 года. В научных исследованиях заповедника можно выделить следующие основные направления:

  1. Изучение естественной динамики лесных экосистем, как коренных, так и производных. Мониторинг ведется на постоянных пробных площадях, некоторые из которых заложены более 60 лет назад, что позволяет строить долговременные ряды и модели изменения и развития разных типов леса;
     
  2. Изучение трансформации растительных сообществ под влиянием негативных факторов как природного (ветровальные явления вследствие тайфунов, усыхание дубовых и еловых лесов, пожары, вызванные естественными причинами), так и антропогенного (пожары по вине человека, вырубки) происхождения. Цель этих исследований – установить основные причины, вызывающие изменение в лесных экосистемах, а также оценить скорость их восстановления после катастрофических негативных воздействий;
     
  3. Гидробиологический мониторинг состояния водотоков заповедника, а также его охранной и транзитной зоны;
     
  4. Изучение редких видов животных и растений. Например, таких как рододендрон Фори, представителей семейства Орхидные, амурского горала, амурского тигра и других.

Сихотэ-Алинский заповедник с момента своего основания в 1935 году  был и остается одним из главных центров изучения амурского тигра. Именно здесь ученые впервые поставили вопрос о необходимости охраны «снежного тигра». На территории заповедника впервые были применены методики ежегодных зимних учетов по следам (1930-е годы), радиотелеметрии (1992 год) и постоянного мониторинга с использованием фотоловушек (2006 год). В 2015 году заповедник первый в России получил аккредитацию CA|TS – наивысшее признание от мировой общественности за вклад по сохранению тигра.

Сегодня на территории заповедника обитает 20 амурских тигров. Численность животных отслеживается в рамках зимних маршрутных учетов и благодаря налаженной системе фотомониторинга. С помощью фотоловушек ученые знают каждого тигра «в лицо» - как постоянных резидентов, так и полосатых гостей.

Однако фотоловушки используются не только для исследования полосатой кошки, но и других животных, и даже растений. Современные технологии позволяют дистанционно наблюдать за одним из редчайших растений в России – рододендроном Фори. Таким образом, ботаники заповедника узнают все особенности фенологии этого представителя доледниковой тропической фауны, а также смогут своевременно выявлять возможные угрозы, например, поражение грибковыми заболеваниями и насекомыми-вредителями.

В своих научных исследованиях сотрудники заповедника не ограничиваются территорией заповедника. Так, мониторинг состояния группировки амурского тигра с помощью фотоловушек проводится на площади более 7 тыс. кв. км, включая территорию двух охотхозяйств, а также соседнего с заповедником национального парка «Удэгейская легенда». Эта работа проводится совместно с АНО «Общество сохранения диких животных» и АНО «Центр Амурский тигр».

Гидробиологические исследования и изучение лесных экосистем сотрудники заповедника проводят также на прилегающих к заповеднику территориях, что позволяет сравнивать состояние нарушенных вследствие антропогенного воздействия экосистем с их эталонными аналогами на заповедной территории. Результатами этих исследования являются рекомендации по уменьшению негативного воздействия на природу в результате хозяйственной деятельности человека.

Эталонные природные комплексы Сихотэ-Алинского заповедника привлекают исследователей со всего мира - Китая, Японии, Финляндии, США. Ежегодно на особо охраняемой природной территории проходят совместные научные экспедиции сотрудников отдела науки заповедника и Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова, Дальневосточного федерального университета, Приморской государственной сельскохозяйственной академии, Дальневосточного отделения Российской академии наук и других научных организаций.