Научните изследвания са в областта на таксономията, фаунистиката, зоогеографията, филогенията, морфологията и екологията на акари, псевдоскорпиони, стоножки и насекоми (Lepidoptera, Coleoptera, Neuroptera, Heteroptera и Orthoptera). Звеното е основен център за изследване на пещерната фауна в България и по света.
Таксономични изследвания върху многоножки от разред Callipodida в света
Фаунистика, таксономия и зоогеография на твърдокрили насекоми от сем. Carabidae от Балканския полуостров
Фаунистични проучвания на пеперудите от групата Macrolepidoptera от Балканския полуостров
Зоогеографски анализ на фауните на мрежокрилите насекоми на Балканския и Апенинския полуостров
Учени от отдела извършват фаунистични проучвания на пеперудите от групата Macrolepidoptera от Балканския полуостров. Снимки (c) С. Абаджиев, С. Бешков
Колекции
Отделът съхранява най-значителните колекции от ненасекомни безгръбначни на Балканския полуостров. Голяма част от тях са все още неопределени. В отдела се съхраняват представителни сбирки от паякообразни и стоножки от цял свят.
Във фондовете на отдела се съхраняват повече от 5000 кутии с препарирани насекоми. Броят на екземплярите надхвърля половин милион. В колекциите са представени повечето от насекомните разреди. Най-богати са колекциите от Lepidoptera, Coleoptera, Hymenoptera, Orthoptera, Diptera, както и някои от по-малките групи като Neuroptera, Odonata и др. Наред с българските материали в отдела се съхраняват и колекции от насекоми от различни части на света. Освен със своята научна стойност някои от колекциите се отличават и с историческото си значение. Голямата колекция от пеперуди на цар Фердинанд и цар Борис III се състои от 240 кутии с материали, събирани в Централна Европа и Балканския полуостров от края на 19 век до първата половина на 20 век.