El objetivo principal de la actividad científica que se desarrolla en el IAR es impulsar la astronomía y la astrofísica, y en particular la radioastronomía, a través de la realización de investigación original e innovadora con impacto tanto nacional como internacional. Esta actividad incluye el estudio de una gran variedad de tópicos enmarcados dentro de la astronomía observacional y la astrofísica teórica, con énfasis en estudios de radio utilizando los instrumentos disponibles en el Instituto, así como también otras facilidades observacionales con base en la superficie terrestre (radiotelescopios y telescopios ópticos) y observatorios orbitales (fundamentalmente telescopios de rayos X y rayos gamma). Esto permite llevar a cabo estudios de una gran variedad de objetos y fuentes radiación cósmica a través de un enfoque multi-longitud de onda, fundamental para construir un escenario astrofísico realista que permita entender el comportamiento y evolución de una gran cantidad de fenómenos que se producen en el universo.
La actividad teórica se centra en el estudio de los procesos radiativos que se originan en objetos compactos, sistema binarios de rayos X, remanentes de supernova y regiones de formación estelar, pero con fuerte interrelación con la actividad observacional. De esta manera, la investigación multi-longitud de onda pretende hacer uso de los más avanzados instrumentos disponibles en la actualidad, con el objetivo de entrelazar observación y teoría para lograr un avance sustentable y retroalimentado en temas de astrofísica relativista.
Además, en el IAR se realizan otras tareas complementarias que juegan un papel importante, no sólo en la divulgación del conocimiento y de los trabajos científicos desarrollados, sino también en intentar que los distintos agentes sociales sean conscientes de la importancia de la astronomía y sus tecnologías en el desarrollo social y económico del país.