Le attività di ricerca svolte presso l'Osservatorio Astronomico di Capodimonte rientrano nelle aree di interesse primario dell'INAF, quali lo studio del Sole, dei corpi del Sistema Solare, delle stelle, del mezzo interstellare e delle galassie, la cosmologia, lo sviluppo di tecnologie innovative per osservazioni da terra e misure nello spazio. Le componenti dell'analisi teorica, delle osservazioni da terra e dallo spazio, della sperimentazione in laboratorio e delle relative analisi di dati contribuiscono a realizzare programmi che sempre più sono rivolti a studiare i processi astrofisici nella loro genesi ed evoluzione. Le ricerche sono caratterizzate da forte interdisciplinarietà tra i vari settori dell'astrofisica teorica, osservativa e sperimentale e con settori scientifici contigui all'astrofisica (fisica fondamentale, chimica, biologia, elettronica, informatica, ingegneria, etc.). Le attività di sviluppo tecnologico per strumentazione astrofisica di terra e per lo spazio portano l'INAF-OAC ad una particolare attenzione verso le potenzialità dei progetti svolti in termini di ricadute nell'ambito del trasferimento tecnologico.