Tematyka badawcza obejmuje:

• prace ichtiofaunistyczne, monitoring ichtiofauny rzek,
• opracowanie biotechniki rozrodu ryb,
• badania czynników wpływających na efektywność zarybiania,
• oceny presji wędkarskiej,
• biologię ryb ze szczególnym uwzględnieniem gatunków cennych i zanikających,
• badania wędrówek ryb, obserwacje przepławek, hydroelektrowni i spiętrzeń pod względem ich wpływu na produkcję ryb w rzekach.

PZW inspiruje i w dużej części finansuje prace naukowe, które umożliwiają nie tylko określenie aktualnego stanu ryb w większości rzek Polski, ale wskazują na możliwość jego poprawy w makroskali i skali lokalnej przez zmianę struktury zarybień. Pozwala to na restytuowanie gatunkowej różnorodności ichtiofauny w rzekach oraz przywracanie możliwości powrotu ryb wędrownych (certa, łosoś, jesiotr).

PZW podejmuje działania ograniczające dalszą degradację środowiska wodnego, włącznie z przywracaniem naturalnego biegu rzek i dostosowaniem gospodarki rybacko-wędkarskiej (zarybianie, połowy) do możliwości produkcyjnych wód. Organizuje lub współorganizuje konferencje naukowe służące prezentowaniu wyników badań prowadzonych na jego rzecz. Wydaje „Roczniki Naukowe” – czasopismo zawierającego publikacje z prowadzonych badań.