本中心以草地微生物基础研究和应用研究为主。在全球视野下，围绕草地生态系统中土壤微生物、植物微生物、动物微生物、系统微生物学理论与技术等四个研究方向进行开拓性的交叉研究，探索微生物重大科技问题。四个研究方向的关系如下图所示：

土壤微生物

揭示草地碳循环的微生物过程和生态效应;

探究草地氮循环的微生物参与过程和效应;

阐明草地退化、污染条件下的微生物功能类群与环境的交互作用机制.

植物微生物

开展草类植物寄生微生物研究;

深化草类植物共生微生物研究.

动物微生物

厘清反刍动物瘤胃及肠道微生物定殖规律及其与营养素互作机制;

探究青藏高原特有反刍动物瘤胃及肠道微生物多样性及其高原适应性机制;

解析草地养殖业中病原微生物传播和抗药性产生机制.

系统微生物学理论与技术

开展微生物生态学创新理论研究;

建立高通量系统微生物学技术体系;

建立面向高通量系统微生物学的信息技术体系.