上海市胚胎与生殖工程重点实验室的研究方向是应用分子生物学、生殖生理学和胚胎学的理论、技术和方法，对动物胚胎进行技术处理和遗传鉴定，干预胚胎的遗传性状和早期发育；开发胚胎工程技术，逐步实现产业化；在医学方面，为人类遗传病的防治和优生服务。

上海市胚胎与生殖工程重点实验室承担了“人药用蛋白动物乳腺生物反应器”863计划的重点项目课题、国家转基因重大专项及上海市重大攻关课题，根据国家生物技术发展的总体战略和需求，实行自主创新和技术创新，并与企业合作，形成“产、学、研”的综合优势和合力，完善动物乳腺生物反应器的研制体系，建立多种药用蛋白大家畜乳腺生物反应器的生产群，完成重组蛋白纯化、安全评价和功能评价，并建立相关生物反应器及其产品的生产规范，在“十一五”末动物生物反应器医用产品进入临床前研究，为发展我国动物生物反应器产业提供科学依据、技术体系和生产规范。

该重点实验室还承担了国家“973”计划、“863”计划和科技支撑计划中“遗传病基因诊断新技术和基因治疗基础研究”项目，以及卫生部和上海市有关基因诊断、基因治疗的重点课题，旨在建立和发展基因诊断的新技术平台，综合应用分子生物学、细胞遗传学以及基因芯片等技术，建立和完善遗传病基因诊断以及出生缺陷早期诊断的新技术；探索若干先天性严重发育异常的表观遗传学特征，为控制人口出生数量、提高出生人口质量提供有效保障，并开展基因治疗的基础研究。