主要研究領域包括水稻種質資源，水稻遺傳育種，水稻栽培與耕作技術，農業生物技術，稻米加工與品質分析。建有稻米及制品檢測中心、生物技術實驗室等專業實驗室，儀器設備總值2000多萬元。以本所為技術依托，建成了國家水稻改良中心長沙分中心、長江流域(長沙)水稻技術創新中心、農業部長江中下游秈稻遺傳育種重點實驗室、農業部有害生物防治重點野外科學觀測實驗站和湖南省種質資源平臺等科研創新平臺。

    建所以來，全所獲科技成果150余項，榮獲省部級以上獎勵75項。2000年以來，獲國家科技進步二等獎3項，湖南省科技進步一等獎2項。培育了一系列優質、高產、多抗、專用水稻新品種。其中湘早秈3號、湘早秈15號、湘早秈31號、湘中秈2號、湘晚秈12號、湘晚秈13號、湘晚秈17號、玉針香等成為長江中游稻區優質稻主栽品種。研究的水稻主要害蟲綠色防控技術、雜交稻種子純度快速鑒定技術、稻米質量安全控制技術、優異水稻種質資源發掘及遺傳多樣性保護等成果為湖南乃至長江流域的水稻生產提供了堅實的技術支撐。

近年來與泰國、巴西、烏拉圭、柬埔寨、文萊等國開展了水稻合作研究；承辦了4期發展中國家雜交水稻技術培訓班；與湖南金健米業股份有限公司、湖南糧食集團等企業開展了優質稻產業化開發技術合作。