身为顶尖大学，研究是南洋理工大学一个很重要的部分。南大拥有一个充满活力的研究文化，并因为在高级材料、生物医学工程、绿化能量和环境、电脑生物、高科技系统、纳米科技与宽频传播的研究，扬威国际。南大的高水平的研究文化创造了许多世界第一的发明。南大也设立高等研究所，并组织一组世界各地网罗研究有成的与诺贝尔奖得主和其他顶尖科学家为研究顾问，全面提高南大科技研究的水平。九层楼高的科技大厦是校园内点燃创意火花的科研温床，一共设有4个跨领域科技研究走廊和6个科研中心。研究计划在各个学院及通过与其他学府的合作计划下进行。研究也在各层次进行，并有一个固定，而以目标受重群为优秀的大学生的研究计划。