La ricerca condotta dal Gruppo di Agroecologia dell’Istituto di Scienze delle Piante comprende un'ampia gamma di argomenti, tra cui lo studio della biodiversità funzionale negli agroecosistemi, la dinamica delle popolazioni e delle comunità vegetali, le interazioni tra piante, insetti e microrganismi.

L'obiettivo primario della ricerca è comprendere e descrivere i complessi meccanismi e le interazioni tra i vari livelli trofici all'interno degli agroecosistemi, con le piante coltivate e spontanee che fungono da punti di intersezione chiave. Un'attenzione specifica è rivolta alle interazioni tra piante e microrganismi del suolo, nonché tra piante ed entomofauna, e al modo in cui queste interazioni influenzano la stabilità, la resilienza e la fornitura di servizi ecosistemici dell'ecosistema. 

Questi effetti sono valutati a livelli di agrobiodiversità (diversità genetica, di specie e di habitat) e di pratiche di gestione degli agroecosistemi su varie scale spaziali (campo, azienda agricola, paesaggio) e temporali (a breve, medio e lungo termine). Particolare enfasi è posta sullo studio dei meccanismi agroecologici fondamentali che migliorano la protezione delle colture contro i parassiti fitofagi, le erbe infestanti e la nutrizione delle colture in sistemi con forte riduzione dell'uso di input esterni (ad es. agricoltura biologica, agricoltura rigenerativa).

I ricercatori del Gruppo di Agroecologia conducono numerosi esperimenti a lungo termine - in modo indipendente e in collaborazione con altre istituzioni - che forniscono preziosi dati complementari per analizzare e modellare gli effetti delle interazioni ecologiche. La ricerca si estende a diversi sistemi di produzione, tra cui quelli erbacei, arborei e misti.

Per perseguire i propri obiettivi, che non si limitano all'interesse scientifico, il Gruppo di Agroecologia punta ad applicare le innovazioni agroecologiche nei sistemi agroalimentari. A tal fine, conduce attività di ricerca partecipativa in aziende agricole sperimentali e commerciali, in collaborazione con agricoltori ed altri attori delle filiere agroalimentari, nell'ambito di Living Labs agroecologici.