Die Fachabteilungen des Instituts schaffen die Basis der naturwissenschaftlichen und technischen Lehrkräftebildung an der Pädagogischen Hochschule Heidelberg und der naturwissenschaftlichen und technischen Bildungsforschung.

Ein besonderer Schwerpunkt im Bereich Forschung des Instituts liegt auf der fachdidaktischen Forschung in den Bereichen Naturwissenschaften und Technik. Die Forschungsprojekte im Institut werden in den Fachabteilungen des Instituts selbst oder fächerübergreifend durchgeführt.

In der Lehre behandeln die Fachabteilungen des Instituts die jeweilige Fachdisziplin und die zugehörige Fachdidaktik. In fächerübergreifenden Veranstaltungen werden in den Lehramtsstudiengängen und Fortbildungsangeboten zudem Aspekte des naturwissenschaftlichen Unterrichts in der Schule und an außerschulischen Lernorten, des MINT-Unterrichts, des Sachunterrichts und des Unterrichts in der Inklusion sowie in sonderpädagogischen Bildungszentren aufgegriffen. Im Bereich der technischen Bildung wird auch Lehre zur beruflichen Bildung und zum Lehren und Lernen mit Bezug auf den Prozess der Arbeit sowie der Kompetenzentwicklung und -diagnostik angeboten.