มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์มีหน่วยงานวิจัยในศาสตร์สาขาต่าง ๆ ดังต่อไปนี้

มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ยังมีหน่วยงานอื่น ๆ ที่สนับสนุนหน่วยงานวิจัย ได้แก่

• สถาบันวิจัยและให้คำปรึกษา ซึ่งมหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ได้จัดตั้งสถาบันวิจัยและให้คำปรึกษาแห่งมหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ เรียกโดยย่อว่า "สว.มธ." โดยมีชื่อเป็นภาษาอังกฤษว่า "Thammasat University Research and Consultancy Institute" หรือ "TU-RAC" ขึ้น เพื่อเป็นหน่วยงานหลักในการให้บริการด้านการบริหารงานวิจัยและทำวิจัยในนามมหาวิทยาลัย โดยมีการบริหารงานที่คล่องตัวนอกระบบราชการ ทั้งนี้ สถาบันถือเป็นหน่วยงานของมหาวิทยาลัยเพียงหน่วยงานเดียวที่สามารถให้บริการการวิจัย ให้คำปรึกษา และฝึกอบรมสัมมนา เป็นต้น[36]
• สำนักงานบริหารการวิจัย ซึ่งเป็นหน่วยงานในสังกัดสำนักงานอธิการบดี โดยจัดตั้งขึ้นตามมติสภามหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์เมื่อวันที่ 26 พฤษภาคมพ.ศ. 2551 เป็นหน่วยงานรองรับการดำเนินงานทางด้านบริหารงานวิจัยของมหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ ภายใต้การบังคับบัญชาของรองอธิการบดีฝ่ายวิจัยที่ได้รับมอบหมายจากอธิการบดีให้เป็นผู้บริหารงานทางด้านการวิจัยผ่านคณะกรรมการบริหารงานวิจัยของมหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ ให้ดำเนินการตามเป้าประสงค์ของมหาวิทยาลัยในการมุ่งสู่การเป็นมหาวิทยาลัยวิจัย (Research University) โดยมีงานในสังกัดที่มีขอบเขตภาระงานที่เกี่ยวข้องจำนวน 2 งานดังนี้คือ งานวางแผนและบริหารงานวิจัย และงานส่งเสริมและเผยแพร่งานวิจัย[37] โดยมีศูนย์ความเป็นเลิศทางวิชาการให้บริการงานวิจัยทางวิชาการดังต่อไปนี้[38]

นอกจากนี้มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ยังได้รับคัดเลือกให้เป็น 1 ใน 9 มหาวิทยาลัยวิจัยแห่งชาติ ใน พ.ศ. 2553 โดยโครงการพัฒนามหาวิทยาลัยวิจัยแห่งชาติและส่งเสริมการวิจัยในอุดมศึกษา สำนักงานคณะกรรมการการอุดมศึกษา (สกอ.) ซึ่งเป็นโครงการเร่งด่วนของรัฐบาล มีระยะเวลา 3 ปีงบประมาณ (พ.ศ. 2553–2555) อยู่ภายใต้แผนปฏิบัติการไทยเข้มแข็ง พ.ศ. 2555 (โครงการ SP2) ที่จะทำให้เกิดการพัฒนาศักยภาพด้านการทำวิจัยของมหาวิทยาลัยไทย ส่งผลโดยตรงต่อการเพิ่มขีดความสามารถในการแข่งขันของประเทศ และรองรับแผนพัฒนาประเทศเป็นศูนย์กลางการศึกษา (Education Hub) ของภูมิภาค ทั้งนี้ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ได้รับเลือกให้เป็น 1 ใน 9 มหาวิทยาลัยวิจัยแห่งชาตินั้นมีปัจจัยสำคัญมาจากการที่มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์เป็นมหาวิทยาลัยเก่าแก่ มีต้นทุนทางบุคลากรสูง เพราะฉะนั้นจึงมุ่งใช้ศักยภาพของบุคลากรในเรื่องที่เป็นประโยชน์ เช่น ในเรื่องของการวิจัย โดยส่งเสริมให้สร้างผลงานวิจัยที่เป็นประโยชน์ตอบสนองต่อสังคม และมีผลงานที่ได้รับการตีพิมพ์ในระดับนานาชาติมากขึ้น ให้ความสำคัญกับการทำวิจัยให้เป็นพื้นฐานให้แก่การเรียนการสอนระดับปริญญาตรี รวมถึงการผลิตทรัพยากรบุคคลในระดับที่สูงกว่าปริญญาตรีในประเทศไทย นอกจากนี้ยังมีการใช้นวัตกรรมที่เกิดจากความมีอิสระทางความคิด ตลอดจนมีอิสระในการบริหารจัดการภายใน และมีศักยภาพของสถาบันอุดมศึกษาที่จะสามารถวางทิศทางได้ จึงมีเอกลักษณ์ความเป็นมหาวิทยาลัยวิจัยแห่งชาติได้อย่างชัดเจน[39]