มหาวิทยาลัยมหิดลได้รับการยอมรับว่าเป็นมหาวิทยาลัยที่เน้นงานวิจัย โดยในปัจจุบันมีกลุ่มงานวิจัยใน 5 สาขาหลักด้วยกัน ได้แก่ กลุ่มวิทยาศาสตร์การแพทย์และคลินิก กลุ่มวิทยาศาสตร์สุขภาพและสาธารณสุข กลุ่มวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กลุ่มมนุษยศาสตร์ สังคมศาสตร์ การจัดการ และศิลปศาสตร์ และกลุ่มภาษาและวัฒนธรรม[56] เมื่อพิจารณาจากจำนวนผลงานทางวิชาการระดับนานาชาตินั้น พบว่า มหาวิทยาลัยมหิดลมีจำนวนผลงานทางวิชาการที่ตีพิมพ์ในระดับนานาชาติบนฐานข้อมูลของ ISI databases เป็นอันดับ 1 ติดต่อกันตั้งแต่ปี พ.ศ. 2542 - 2549 [57] โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ในปี พ.ศ. 2548 คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล นั้น มีจำนวนผลงานวิจัยเป็นอันดับ 1 เมื่อเทียบกับคณะวิทยาศาสตร์ของมหาวิทยาลัยอื่นๆ ในประเทศ[58] และเป็นมหาวิทยาลัยที่ได้รับเงินทุนสนับสนุนจากภาครัฐและเอกชนมากที่สุดในประเทศ[59]