地震火山研究観測センターは地震や火山噴火の発生過程の解明やそれらを予測するための研究開発を実施することを目的として設立されました。また，全国の関連機関と連携しながら「地震および火山噴火予知のための観測研究計画」を推進する観測研究拠点となっています。
本センターは地震観測研究分野，海底地震研究分野，火山活動研究分野，地下構造研究分野の4研究分野を主体に共通（客員）分野，観測技術部，地震火山地域防災情報支援室を加えた組織で構成されています。
また，次世代を担う人材育成のため，地震学火山学講座として理学院自然史科学専攻の大学院教育にも参画しているほか，理学部地球惑星科学の学部専門科目や全学教育科目も担当しています。多くの学部4年生・大学院修士・博士課程の学生が，本センターで研究活動に取り組んでいます。
本センターは全学共同利用の生命科学系教育研究施設です。様々な生命科学研究のための飼育室、実験室、実験機器を提供しています。
2022年春にセンター建物の改修工事が完了し、停電時でも電力が供給される非常用電源を備えた施設としてスタートしました。
またセンターではこれを機に共同利用施設としてのサービスを見直し、それに伴って部門を以下の３部門に再編成しました。
附属原子核反応データベース研究開発センター（JCPRG）は，日本荷電粒子核反応データグループ（1974年設立）の活動を引き継ぎ，2011年に大学院理学研究院附属センターとして設置されました。
本センターの主な目的は，1）日本で得られた荷電粒子核反応データのデータベース化，2） 軽い核の反応に関する理論計算，3）国際連携の推進，4）大学院教育の4つになります。
本センターは，国際原子力機関（IAEA）が主導する国際核データセンター（NRDC）ネットワークの一員を務めています。NRDCでは，国際協力により，世界中の核データを国際交換書式（EXFOR）へ変換し，データベースとして管理すると同時に，無償で公開しています。本センターがこれまでに提供した荷電粒子核反応データの量は，EXFORデータベースに含まれている同種データのおよそ10パーセントに相当します。
生物固有の階層性を越えた物質創成現象に着目し，その基盤理論としての情報科学を介して新しい物質材料科学を創出，つまり，生命機能の根源である生物の分子認識，情報伝達，エネルギー伝達機能，情報処理機能の定量的解明とその機構の応用を目指します。理化学研究所，九州大学，北海道大学，大阪大学の国内4拠点の連携のもとに，研究・人材育成のためのネットワークを構築し，次世代の国益に資する新たな物質材料科学分野の創出を図ります。
宇宙観測基礎データセンターは科学のアウトリーチにも精力的に取り組んでおります。学問と研究の最前線を地域と共有することにより，地域の活性化だけでなく，地域の理科教育の向上や理科離れを防ぎ，修学意識の向上に寄与できると考えております。
物質・材料を構成し，その機能・特性を決定する元素の役割・性格を研究し，物質・材料の機能・特性の発現機構を明らかにすることで，希少元素や有害元素を使うことなく，高い機能をもった物質・材料を開発することを目指しています。
物質を作る電子や原子の量子学的効果を観測し，物質の量子効果を解明する様々な基礎研究に，また量子機能を産業や医療に役立たせるための応用研究に，幅広い分野で利用されています。
■貴重なヘリウムのリサイクルで実験科学を支える（北海道大学 極低温液化センター）
磁石としての性質を持つ原子核は，地場中において特定の周波数を持つ電磁波と相互作用します。本装置によって分子の構造や運動に関する情報を得ることができます。
試料表面の極微小領域に電子線を照射して微量成分の定性，定量分析をするための装置を運転しています。この研究方法は，鉱物や隕石，岩石，セラミックスなどのほか，歯，骨，貝殻などの生体起源の物質の解析にまで，幅広く利用されています。
理学研究院等技術部は，大学院理学研究院，大学院理学院，理学部及び関連する大学院先端生命科学研究院並びに大学院生命科学院の技術的・専門的業務を円滑かつ効率的に処理するための組織です。研究実験技術班，観測技術班及び機器・試料製作技術班に分かれ，理学の基礎的研究と発展を技術面で支援しています。