Das Forschungszentrum Karlsruhe ist Mitglied der Hermann von Helmholtz-Gemeinschaft und gehört zu den größten unabhängigen natur- und ingenieurwissenschaftlichen Forschungszentren in Deutschland. Seine Forschungs- und Entwicklungsprogramme erstrecken sich auf Gebiete der industriellen Vorlaufforschung bis hin zur Produkt- und Verfahrensentwicklung, der Vorsorgeforschung und der naturwissenschaftlichen Grundlagenforschung.

Dabei kooperiert das Forschungszentrum mit Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft. Eine weitere Aufgabe ist der Betrieb von Großgeräten auch für externe Nutzer. Die FuE-Arbeiten des Forschungszentrums sind eingebettet in die übergeordnete Programmstruktur der Hermann von Helmholtz-Gemeinschaft und gliedern sich in vier Forschungsbereiche mit insgesamt elf Programmen: