רופאים וחוקרים במרכז לחקר הסרטן בשיבא מבצעים מחקר קליני ופרה-קליני מתקדם, שמטרתו להביא לחולים את האופציות הטיפוליות הטובות ביותר. הרופאים והחוקרים משלבים הוראה אקדמית ביחד עם שיתוף פעולה מדעי עם מרכזי מחקר מתקדמים בעולם, וחברות פרמצבטיות וביוטכנולוגיות. המחקרים כוללים פיתוח של תרופות חדשות, שיטות איבחון וטיפול מותאם לחולה, וחקר מסלולים מולקולאריים ותאיים לשיפור האבחון והטיפול במחלות ממאירות.  המרכז מפעיל טכנולוגיות חדישות כמו אנליזה גנומית, ביואינפורמטיקה, תאי גזע ועוד. תוכניות מחקר יישומי נמצאות בשלבים שונים של פיתוח  של טכנולוגיות טיפוליות חדשות.