La investigación de la Unidad Docente de Microbiología del Departamento de Microbiología y Parasitología se organiza en torno a 4 grupos consolidados de la UCM-CAM que cubren áreas muy variadas dentro de la Microbiología, desde los patógenos humanos, hongos y bacterias, a los microorganismos del suelo y las aguas, pasando por el estudio de microorganismos modelo y sus aplicaciones biotecnológicas. En todas las líneas destaca el uso de la metodología más avanzada en biología molecular, celular, genómica y proteómica.

Tres de los grupos de este Departamento participan en un consorcio de investigación financiado por la Comunidad de Madrid (PROMPT) que integra siete grupos de investigación de distintos centros, laboratorios de servicios y empresas asociadas, y que está coordinado por la Profesora María Molina. Además, estos grupos del Departamento están integrados en el Instituto Ramón y Cajal de Investigación Sanitaria (IRYCIS).

Así mismo, la investigación que se desarrolla en la Unidad Docente de Parasitología está representada por 2 grupos consolidados de la UCM-CAM. Ambos grupos investigan en aspectos tan importantes en el campo de la parasitología como: inmunobiología parasitaria, búsqueda de nuevos agentes antiparasitarios, estudios epidemiológicos, faunísticos o caracterización biomolecular de aislados parasitarios. Ambos grupos UCM trabajan en colaboración con otras entidades nacionales (Instituto de Química Médica del CSIC, Instituto de Salud Carlos III) e internacionales como investigadores del Instituto Oswaldo Cruz o la Universidad de Santa Clara entre otros.

Para la formación de investigadores, el Departamento cuenta con un programa de Doctorado en Microbiología y Parasitología, en coordinación con el Departamento de Fisiología, Genética y Microbiología (Facultad de Biología). También ofrece estancias de formación a estudiantes de Máster y a estudiantes extranjeros a través del programa Erasmus y otras fórmulas de intercambio.