Інститут приймав участь у виконанні Першої Державної космічної програми України (1994-1997 рр.), Другої Національної космічної програми України (1998-2002 рр.), програм Міністерства освіти і науки України та Міністерства екології та природних ресурсів України.

Інститутом одержані вагомі фундаментальні і прикладні наукові результати у галузі науки про космос, навколоземний простір, розробки методів планування експериментів космічних наукових досліджень, а також створення відповідних інформаційно-обчислювальних систем.

У рамках виконання масштабного міжнародного космічного проекту "Інтербол", метою якого є вивчення сонячно-земних зв'язків, науковцями Інституту проведено обробку та фізичну інтерпретацію результатів магнітометричних спостережень космічної плазми на супутнику "Інтербол".

Інститут спільно з провідними науковими організаціями України бере участь у виконанні міжнародного проекту "Попередження", головною метою якого є вивчення впливу процесів в літосфері та нижній атмосфері на іоносферу і на розробку принципів спостережень іоносферних провісників землетрусів з борту космічного апарата.

Інститут разом з Кримською астрофізичною обсерваторією приймав участь у виконанні міжнародного проекту "Спектр-УФ" (за участю Росії, України, ФРН та Італії). Проведено розробку інформаційно-керуючої системи для автоматизації процесу корекції форми елементів крупногабаритної високоточної оптики.

На виконання загальнодержавної (Національної) космічної програми України, В Інституті у 1999-2000 рр. Проводилась робота з розробки, наукового супроводу та менеджменту Української програми наукових та технологічних експериментів на борту Міжнародної космічної станції.

До найбільш вагомих результатів у створенні інформаційних технологій слід віднести:

- Розробку системного підходу до науково-прикладного використання даних дистанційного зондування Землі та програмно-технічну реалізацію його від попередньої обробки даних вітчизняних космічних апаратів "Січ-1" та "Океан-0" до вирішення тематичних задач, інтеграції різних типів даних в географічних інформаційних системах та забезпечення доступу до них засобами Інтернет;
- Введення в дію першої черги Центру обробки наукової інформації, який призначено для обробки даних з наукових космічних проектів, участь в яких беруть українські вчені;
- Інститут виступив ініціатором спільного російсько-українського космічного проекту "Інтербол-прогноз", метою якого є проведення наукових та прикладних досліджень з тематики космічної погоди та сонячно-земних зв'язків;
- В Інституті також проводяться дослідження в галузі загальної теорії керування, зокрема, керування в умовах невизначеності. Розроблено новий підхід до розв'язку задач теоретико-множинного оцінювання стану динамічних систем та нові методи нестохастичної ідентифікації.

Інститут має філіал - Львівський центр Інституту космічних досліджень (ЛЦ ПСД) НАН та НКА України, створений на базі СКБ Фізико-механічного Інституту ім. Г.В.Карпенка НАН України, який виконує наукові дослідження та розробки приладів для наукової, зокрема, космічної галузі та промислових підприємств. На рівні кращих світових зразків розроблені електрометри, магнітометри та датчики тиску. Науковцями ЛЦ ПСД запропоновано нові методи синхронізації записів провісників землетрусів за допомогою магнітометрів різних типів.

В Інституті знаходиться штаб-квартира Української асоціації вчених та спеціалістів з автоматичного керування (УААК), яка є повноважним представником України в міжнародній федерації ІРАС.

Інститут космічних досліджень НАН та НКА України спільно з Інститутом кібернетики ім. В.М.Глушкова НАН України видає журнал "Проблеми управлення й інформатики".