Die Forschungsschwerpunkte der Forschungsanstalt Geisenheim sind über die Fachrichtungen hinaus vom interdisziplinären Ansatz geprägt. Sie bilden den Kern der Forschungsaktivitäten. Bis 2009 bearbeiteten die Mitarbeiter der Forschungsanstalt sieben Forschungsschwerpunkte.
Forschungsschwerpunkte:

• Wertgebende Inhaltsstoffe wein- und gartenbaulicher Produkte
• Technologische und ökologische Effizienzsteigerung im Steillagenweinbau
• Biotechnologie
• Umweltstress und nachhaltige Produktion bei Reben und ausgewählten gartenbaulichen Kulturen
• Traubengesundheit
• Präzisionsmanagement im Wein- und Gartenbau
• Diagnoseverfahren und Methodenentwicklung

Neben der Schwerpunktforschung wird eine große Anzahl an Projekten durchgeführt, die spezifisch auf die direkte Anwendung ausgerichtet sind oder zunächst wenig fachübergreifenden (interdisziplinären) Charakter haben. Hierbei handelt es sich um Projekte, die ein erkennbares oder sich abzeichnendes Innovations-potenzial haben (z.B. genetische Ressourcen, Biodiversität, neue Verarbeitungstechnologien für Gemüse, Obst und Trauben, Einsatz neuer Pflanzenschutz- und Applikationsverfahren) bzw. im Schwerpunkt nur von einzelnen Forschungsgruppen bearbeitet werden können (z.B. globale Märkte wein- und gartenbaulicher Kulturen). Diese Projekte können in fünf Kategorien eingeteilt werden.

• Weiterentwicklung allgemeiner und spezieller analytischer Verfahren
• Verarbeitungsstudien zu garten- und weinbaulichen Produkten
• Genetische Ressourcen und züchterische Arbeiten
• Phytomedizinische Untersuchungen und Applikationstechnik im Pflanzenschutz
• Angewandte pflanzenbauliche Vorhaben