การวิจัยเรื่องไข้หวัดใหญ่รวมการศึกษาวิทยาไวรัสโมเลกุล พยาธิกำเนิด การตอบสนองทางภูมิคุ้มกันของตัวถูกเบียน จีโนมิกส์ไวรัส และวิทยาการระบาด การศึกษาเหล่านี้ช่วยพัฒนามาตรการตอบโต้ไข้หวัดใหญ่ ตัวอย่างเช่น ความเข้าใจระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายที่ดีขึ้นช่วยพัฒนาวัคซีน และภาพรายละเอียดวิธีที่ไข้หวัดใหญ่บุกรุกเซลล์ช่วยพัฒนายาต้านไวรัส โครงการวิจัยพื้นฐานหนึ่ง ได้แก่ โครงการเรียงลำดับจีโนมไข้หวัดใหญ่ ซึ่งสร้างคลังลำดับไข้หวัดใหญ่ คลังนี้ช่วยทำให้ปัจจัยที่ทำให้สายพันธุ์ไวรัสหนึ่งมีอัตราตายมากกว่าสายพันธุ์อื่นกระจ่างมากขึ้น ยีนใดมีผลต่อการก่อกำเนิดภูมิคุ้มกันมากที่สุด และไวรัสวิวัฒนาการอย่างไรตามเวลา[237]

การวิจัยวัคซีนใหม่มีความสำคัญเป็นพิเศษ เพราะวัคซีนปัจจุบันผลิตได้ช้ามากและมีราคาแพง และจำเป็นต้องมีการปรับสูตรใหม่ทุกปี การเรียงลำดับจีโนมไข้หวัดใหญ่และเทคโนโลยีดีเอ็นเอสายผสมอาจเร่งการก่อกำเนิดไวรัสสายพันธุ์ใหม่เพื่อให้นักวิทยาศาสตร์ทดแทนแอนติเจนใหม่เข้าสู่สายพันธุ์วัคซีนที่พัฒนาก่อนหน้านี้[238] นอกจากนี้ ปัจจุบันกำลังมีการพัฒนาเทคโนโลยีใหม่เพื่อเพาะไวรัสในการเพาะเลี้ยงเซลล์ ซึ่งจะให้ผลมากกว่า ราคาถูกกว่า มีคุณภาพดีกว่า และมีสมรรถนะมากขึ้น[239] การวิจัยเรื่องวัคซีนไข้หวัดใหญ่เอสากล ซึ่งมุ่งเป้าโดเมนภายนอกของโปรตีนเอ็ม2 ข้ามเยื่อของไวรัส (M2e) อยู่ระหว่างดำเนินการที่มหาวิทยาลัยเกนต์โดยวัลเทอร์ เฟียส์, ซาเวียร์ เซเลนส์และคณะ[240][241][242] และปัจจุบันสิ้นสุดการทดลองทางคลินิกระยะที่ 1 สำเร็จแล้ว มีความสำเร็จในการวิจัยบ้างต่อ "วัคซีนไข้หวัดใหญ่สากล" ซึ่งผลิตแอนติบอดีต่อโปรตีนที่อยู่บนโค้ตไวรัสซึ่งกลายพันธุ์ช้ากว่า ฉะนั้นวัคซีนเข็มเดียวสามารถให้การป้องกันที่อยู่นานขึ้น[243][244][245]

ปัจจุบันกำลังมีการสอบสวนยาชีวภาพ (biologic) วัคซีนรักษาและยาชีวภาพภูมิคุ้มกัน (immunobiologic) สำหรับรักษาการติดเชื้อที่เกิดจากไวรัสจำนวนหนึ่ง ชีววิทยาการรักษาออกแบบมาให้ปลุกฤทธิ์การตอบสนองทางภูมิคุ้มกันต่อไวรัสหรือแอนติเจน ตรงแบบยาชีวภาพไม่มุ่งเป้าวิถีเมแทบอลิซึมอย่างยาต้านไวรัส แต่กระตุ้นเซลล์ภูมิคุ้มกันอย่างเม็ดเลือดขาว แมโครเฟจและ/หรือ เซลล์นำเสนอแอนติเจน (antigen presenting cell) ในความพยายามผลักดันการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันต่อผลมีพิษต่อเซลล์ต่อไวรัส แบบจำลองไข้หวัดใหญ่ อย่างไข้หวัดใหญ่หนู เป็นแบบจำลองที่สะดวกเพื่อทดสอบผลของยาชีวภาพเพื่อป้องกันและรักษาโรค ตัวอย่างเช่น ยาปรับภูมิคุ้มกันเม็ดเลือดขาวที-เซลล์ (Lymphocyte T-Cell Immune Modulator) ยับยั้งการเจริญของไวรัสในแบบจำลองหนูของไข้หวัดใหญ่[246]