Działalność Muzeum Pamięci Sybiru oprócz działalności wystawienniczej prowadzi badania naukowe o szerokim zakresie tematycznym. Gromadzi i opracowuje informacje odnoszące się zarówno do przedwojennych polskich KresówJustyna Hanula, Pamiątki kresowej przeszłości w zbiorach Muzeum Pamięci Sybiru, „Biuletyn Historii Pogranicza” nr 20, 2020, s. 102., jak i do wielowiekowej obecności Polaków na Syberii (także tych, którzy osiedlili się tam dobrowolnie)Tomasz Danilecki, Syberyjska gorączka. The Siberian rush, Muzeum Pamięci Sybiru, Białystok 2020, s. 6., począwszy od XVII wieku, poprzez carskie zsyłki i sowieckie deportacje do czasów najnowszych. Pracownicy naukowi Muzeum zbierają, spisują i opracowują relacje Sybiraków i ich potomków oraz obejmują opieką i badają obiekty i dokumenty źródłowe odnoszące się do historii Sybiru i Sybiraków.
Reprezentanci Muzeum Pamięci Sybiru biorą udział w posiedzeniach Komisji Syberyjskiej Komitetu Historii Nauki i Techniki Polskiej Akademii Nauk.
W ramach Muzeum funkcjonuje Instytut Badawczy im. Prezydenta Seweryna Nowakowskiego powołany 16 września 2021 r.