大北农的科技创新体系以位于中关村生物医药园内的大北农科技研究院（下称研究院）为龙头，充分利用中关村的区位优势，与中国科学院、中国农业科学院、中国农业大学等高等科研院校积极开展合作。研究院由饲料技术研究所、生物技术研究所、动物保健技术研究所、作物育种研究所、植物保护技术中心、农业信息化研究中心和转基因试验室组成，人员总数近300人，其中有30名博士、70名硕士和5名享受国家级政府津贴的高级专家。
大北农拥有良好的科研基础条件，配备有数千万元的国际一流的科研设备，室外科研基地面积上千亩，室内实验室5千多平方米。同时大北农已建立了与农业科技产品产业化相配套的中试及产业化基地和遍布全国的技术服务体系，新产品转化能力居同行前列。2006年，研究院被国家发改委等5个部委联合认定为“国家认定企业技术中心”，被国家人事部批准建立企业博士后流动分站。