تعد البحث العلمي جزءًا أساسيًا من هوية أكسفورد، وتُعتبر الجامعة مركزًا رئيسيًا للابتكار والتطور الأكاديمي. يوجد في أكسفورد آلاف من مراكز البحث في مجالات متعددة مثل العلوم الطبية، والهندسة، والاقتصاد، والفلسفة، وغيرها. تشتهر أكسفورد بشكل خاص في البحث الطبي حيث كانت واحدة من أولى الجامعات التي أنشأت مراكز للبحوث الطبية الحيوية. في السنوات الأخيرة، كانت الجامعة في طليعة البحث عن لقاح كوفيد-19، حيث شاركت في تطوير لقاح أكسفورد-أسترازينيكا.

كما تتمتع أكسفورد بعلاقات قوية مع المؤسسات الصناعية والحكومية، مما يساهم في تطوير مشاريع بحثية تطبيقية. العديد من المشاريع البحثية في أكسفورد تهدف إلى حل مشاكل مجتمعية وعالمية، مثل تغير المناخ، والطاقة المتجددة، والصحة العامة.