科学研究是自然保护区生态文明建设的灵魂，对保护区来说，没有植入科技的保护是死保护，科学研究是反映保护区水平的标志，是资源保护、资源利用的支撑，是经济发展的动力。近年来，神农架自然保护区积极搭建科研平台、深入开展课题研究、努力培养科研队伍、有效实施成果转化，成效显著。
一是深入开展神农架地区本底资源调查，2011年4月16日正式启动“神农架地区本底资源综合调查”工作，是继1980年中美神农架联合植物考察之后32年来首次大规模的综合考察活动，活动开展以来，采集水生生物标本1000余瓶(份)； 藻类、真菌标本3000余份；高等植物标本5946号16000份标本，种子标本670份，分子材料12000份，活体材料65份；拍摄鸟类、两栖、爬行、兽类和生境照片约3500余张；采集鸟类标本105份；小型兽类标本263份；两栖动物和爬行动物标本112份；昆虫标本20000份。初步鉴定统计，植物发现湖北省新记录科2个，湖北省新记录属7个，湖北省新记录种29种，神农架新记录种47种，疑难种42个；脊椎动物发现湖北省新记录种2种，神农架地区新记录种8种，疑难种4种。
二是成功唤引金丝猴，2005年5月14日，神农架保护区管理局成立金丝猴野外研究小组，主要开展神农架金丝猴动态监测，2005年冬季，开始实施金丝猴人工补食实验并取得成功，目前建立了世界首个金丝猴野外研究基地，人工补食种群105只，繁育幼猴43只，2012年2月23日，国家林业局授予大龙潭金丝猴野外研究基地为“国家林业局（神农架）金丝猴研究基地”，这是继四川大熊猫研究基地后国家林业局授予的第二个野生动物研究基地。这是对神农架保护区多年来从事金丝猴研究工作和成绩的肯定。
三是建立生物实验平台。建设珍稀植物繁育基地33亩；建立生物多样性永久监测样地3处；建立珍稀濒危植物就地保护监测样地4处；建成珍稀植物保育园，含兰科园、神农药园、珍稀植物保育区等14个园区；建立野生动物食物补给基地和有机茶叶基地；建成了集物种组培、标本制作、疾病监测、野生动物救护、种质资源保存于一体的生物多样性保护研究实验室，培养了涵盖保护植物学、动物学、自然保护等专业领域的科研人才队伍。
四是实现了科研成果转化，根据金丝猴研究成果的指导，建立了大龙潭金丝猴科研基地及野外金丝猴科研观赏区，提高生态文明旅游的科技含量；在官门山省级生态文明教育基地建设12000平米的自然博物馆，将多年资源调查收集的动植物标本经过分类、整理进行展示，为科研和教学实习提供了服务，对公众进行生态文明教育；开展兰花培育和珍稀苗木繁育，培植珍稀苗木用于观赏盆景。