鼎湖山国家级自然保护区自建立起，便是生物学研究的重要基地。在植物资源调查、引种、繁殖和林分改造、植被重建等方面都开展了大量的研究工作。1978年中国科学院在鼎湖山保护区设立野外定位研究站，开始进行森林生态系统研究工作，1991年成为科学院网络站，1999年成为国家站（试点站）。2005年设立了20公顷森林生物多样性监测样地，现已纳入中国森林生物多样性监测网络，并与全球热带森林生物多样性研究中心CTFS同步开展科研工作。

鼎湖山国家级自然保护区充分发挥科学研究基地的作用，为科学家提供广阔的舞台，产生一流的研究成果，是科学家实现自身价值的天堂。作为唯一隶属于中国科学院的自然保护区，具有强烈的科研背景。既进行长期定位观测研究，又吸引国内外的多学科科研院所在此开展科学研究，至今已有100个以上的国家和地方上的研究项目在这里开展。目前，在鼎湖山开展的研究项目大致有两类，一类是生态系统过程（物质循环和能量流动等）及其对全球变化影响的响应机制的研究，如森林生态系统碳循环的研究、模拟氮沉降对森林生态系统的影响研究；一类是生物多样性维持及其机理的研究。

鼎湖山国家级自然保护区科研成果丰富，至2008年，以鼎湖山为研究基地的学术论文至少689篇，SCI论文88篇，出版《热带亚热带森林生态系统研究》九集及多部专著。其中以2004年华南植物园王英强等发表在《Nature》和2006年周国逸等发表在《Science》成果最具影响。以下介绍这两个研究成果。

一是发现了一种植物新的传粉授粉机制——花粉滑动自花授粉。该项研究者发现，生长在潮湿环境的植物大叶黄苞姜为了适应没有昆虫传粉的环境，通过形成和分泌油质液浆状的花粉，溢出花粉囊后在花药面集聚成球状，然后慢慢流向柱头的喇叭口实现自花授粉。

这是以前尚未发现的繁衍方式。该发现对研究优化植物繁育系统的演化及其对环境的适应具有重要的科学意义。这个研究是华南植物园的一位博士研究生王英强（现在在华南师范大学）从事科学研究时发现的，其结果于2004年9月2日发表在《Nature》上。

另一个是发现成熟森林的土壤还在不停地积累土壤有机碳。这项研究通过测定和分析近25年来鼎湖山成熟森林土壤有机碳的变化，发现土壤有机碳一直在增加。我们认为其增加的几个原因在于：气温一直在增加，20几年增加了6度多；氮沉降增加；酸雨严重等。本项研究的意义在于：用实际数据实实在在地冲击了传统生态学的平衡理论。虽然还没完全知道其增加的原因，但是，为我们寻找“失汇的碳”这一困扰科学界的难题提供了新思路，也将催生生态系统碳循环非平衡理论框架的建立。

该结果由周国逸研究员2006年12月1日发表在《Science》。这一发现列入科技部基础研究管理中心和中国科学技术协会学会学术部公布的2006年度“中国基础研究十大新闻”之一。生态学之父Odem在上世纪60年代就提出了平衡理论。