У Одељењу за физиологију се истражују молекуларни механизми редокс сигналинга и одржавање редокс равнотеже у хомеостази, адаптацији и патологији. Истраживања су усмерена у два правца:
1. биомедицинска и
2. екофизиолошка.

Биомедицинска истраживања обухватају проучавање утицаја различитих супстанци на редокс статус у ткивима лабораторијских животиња: улоге биљних екстраката у редокс посредованој контрактилности, редокс ефеката атипичних антипсихотика, утицај различитих суплемената, истраживања редокс физиологије и металомике у различитим патолошким стањима код људи, тестирање различитих суплемената и лекова на лабораторијским животињама, итд.

Екофизиолошка истраживања се спроводе на различитим врстама бескичмењака и кичмењака у ex situ условима (шкољке, рибе, водоземци, гмизавци). Проучавају се ефекти диурналне варијације активности, хибернације, козметичких адитива, утицај саобраћајне буке, наночестица, хербицида и вештачког светла.

Истраживања на експерименталним животињама се одвијају по принципима институтске и националних етичких комисија, ARRIVA (Animal Research: Reporting of In Vivo Experiments) и 3R (replacement, reduction, refinement) смерницама, а у хуманим истраживањима поштовањем правила Хелсиншке декларације (Helsinki, 1975) и SAGER (The Sex and Gender Equity in Research) смерницама. Све више се користe холистички принципи системске биологије, односно in silico приступ.

У оквиру Одељења за физиологију раде четири тима. Два тима се баве биомедицинским истраживањима, један тим екофизиолошким и један тим и биомедицинским и екофизиолошким истраживањима. Истраживачки тимови Одељења сарађују са свим одељењима Института и институцијама у земљи и иностранству. Тиме се одвијају специфична мултидисциплинарна и интердисциплинарна истраживања и бришу традиционалне границе између биолошких дисциплина што чини основу за развој интегративне биологије.

Основне теме:
• Деловање различитих супстанци, као што су биљни екстракти, атипични антипсихотици, нано честице селена, различите рестриктивне дијете, агониста глукагону сличног пептида-1 лираглутида на параметре оксидативног стреса код људи и животиња.
• Ефекти различитих фактора спољашње средине на оксидациони статус херпетофауне и њихову способност адаптације на измењене услове животне средине. Ефекти анестетика, изложеност нано честицама титанијум диоксида, анестетика МС-222, ефекти глифозата, дневно-ноћне варијације у антиоксидационом статусу.