熱帯生物圏研究センターは、琉球大学キャンパス内の西原研究室、瀬底島にある瀬底実験所、そして西表島にある西表実験所より構成される、日本最南端の全国共同利用施設である。本センターでは、琉球列島をはじめとした亜熱帯から熱帯にかけての陸域、汽水域、沿岸域、さらにはより沖合の海域に見られる生物の多様性、そしてそれらが様々な生命現象に関する研究を行っている６つの研究領域と客員部門を持ち、国内外の研究者との共同研究を行うほか、外部研究者が主体となった研究プロジェクトへの施設・設備の提供も実施している。また大学院生や学部学生の教育にも利用されている。

沖縄県を中心とした琉球列島は、豊かなサンゴ礁、マングローブ、照葉樹林に恵まれている。これまで本センターでは、このような地の利を生かした野外での研究や、圃場、飼育水槽を利用した実験研究にもとづき亜熱帯動植物の生理、生態、微生物を含めた生物相互の関係、そして進化の機構やその結果として生じた系統学的・分類学的多様性の解明をすすめてきた。平成16年の改組後は、特に理論的なモデル研究や仮説検証的な研究も加え、分子レベルにおける研究と共に、個体・社会-環境系の包括的な把握を目指している。

感染生物学：
新菌型の侵入経路の解明、微生物感染の役割の解明、大陸島における陸生動物の分散や、隔離にともなう多様化、固有化、そして絶滅のプロセスの解明
サンゴ礁生物機能学：
サンゴ礁魚類の活動リズム発現における環境及び体内要因の解明、熱帯性魚類に見られる性転換機構の分子解明、魚類人為的性転換技術の開発による資源の有効利用
植物機能開発学：
亜熱帯天然林、マングローブ林の長期モニター観察、熱帯草地での牧草メニューの作成
森林環境資源学：
亜熱帯島嶼森林の資源植物的研究、島嶼地域の昆虫相の解明
生物資源機能学：
未利用生物資源の開発・利用、海浜性植物相の解明
国内研究員及び外国人研究員：
各研究領域と協力し、共同研究を行う。

瀬底実験所での研究により、サンゴ礁魚類の日周性及び月周性発現における体内時計の働きの一端が解明されるとともに、一部の魚類の卵巣を組織培養によって精巣へと転換させ、さらには成熟精子を形成させることにも成功した。また、沖縄本島沿岸の大規模白化後のサンゴ群集の回復過程や、慶良間諸島における同じくサンゴ群集の維持更新機構の解明にも成功した。西原研究室では腸炎ビブリオが汽水域で増殖した後、河口から流出して漁港や養殖場で海産魚介類を汚染することを明らかにした。その一方で、琉球列島や台湾の陸生動物（おもに爬虫類、両生類）が描く系統地理パタンや古生物学的データを従来の地質学的知見と総合することで、この地域における水陸分布の変遷史に関する確度の高い仮説の構築にも成功した。西表実験所では熱帯起源のイネ科の牧草、ショクヨウカンナ等を導入し、その栽培方法を確立した。未利用植物のクサミズキにカンプトテシン成分があることを明らかにし、制ガン剤の商品化にも貢献した。さらには絶滅危惧昆虫であるイシガキニイニイやダイトウヒメハルゼミなどの生態の解明でも成果を上げてきている。