Les travaux d’investigation scientifiques commencent au sein de la réserve dès les années 1976 avec l’installation de la station de recherche INECOL, Institut National d’ECOLogie, puis se renforce au cours des années 1980-90 avec l’implication de l’ORTOM, Office de la Recherche scientifique et technique des Territoires d’Outre-Mer, aujourd’hui IRD, Institut de Recherche et Développement. Ils se poursuivent et s’inscrivent actuellement dans des réseaux nationaux ou internationaux tel que le Red Mexicana de Investigación Ecológica a Largo Plazo, réseau mexicain d’investigation en écologie, s’intégrant au réseau international LTER. Ce réseau regroupe 40 pays membre sur tous les continents, avec de multiples sites de suivis permanents permettant la production de données, un réseau qui se réunit régulièrement pour présenter ses résultats et échanger sa vision sur les différents sites.
L’objectif de ces travaux est de « mieux connaître la biosphère » et plus spécifiquement dans le cas de Mapimí, le fonctionnement de cet écosystème endoréique, la spécificité et la dynamique de la faune et la flore, l’impact des pratiques pastorales ou encore l’impact du changement climatique.