Основными направлениями научных исследований в ЦПК являются:

1. Развитие системы отбора и профессиональной подготовки космонавтов.
2. Разработка и совершенствование системы медицинского обеспечения, подготовки космонавтов, послеполетной реабилитации и медицинского контроля за состоянием здоровья космонавтов.
3. Исследования возможностей экипажей ПКА по решению целевых задач в космосе.
4. Исследования по обеспечению безопасности экипажей ПКА.
5. Исследования по обоснованию направлений развития и научно-технического сопровождения создания ПКА и их бортовых систем.
6. Создание и развитие тренажерной, учебно-лабораторной, испытательной и исследовательской базы Центра.