Комплексные исследования озера Байкал и других водоемов Сибири с 1928 года осуществляет Лимнологический институт
Основные научные направления деятельности Института:
- Лимнология: механизмы образования, биоразнообразие, эволюция озерных систем;
- Современное состояние и прогноз развития водоемов и водотоков суши;
- Живые системы: комплексное исследование гидробионтов методами классической и молекулярной биологии и смежных наук.
На данный момент институт работает над проектом «Плавучий университет «Байкал-эволюция»» — образовательная программа для студентов, включающая сейсмоакустические исследования и сбор проб донных отложений.
В 2024 году учёные Лимнологического института СО РАН завершили экспедицию по изучению гидрохимических параметров, распределения фито- и зоопланктона, зообентоса в мелководной зоне Байкала. Экспедиционные работы выполнялись на научно-исследовательском судне «Папанин» с 31 мая по 10 июня 2024 года под руководством директора ЛИН СО РАН доктора геолого-минералогических наук Андрея Федотова.

К наиболее важным результатам в области фундаментальных исследований можно отнести следующие:
- Установление причины массовой гибели байкальских тюленей (6 тыс. голов, 1987–1988 гг.): поражение тюленей морбилливирусом чумы плотоядных (собачья чумка); возможность заражения тюленей морбилливирусом была доказана впервые в мире.
- Расшифровка байкальской осадочной летописи палеоклиматов последних 8 млн. лет и расшифровка субресцентных климатических летописей; непрерывная летопись палеоклиматов такой продолжительности на континенте могла быть получена только на озере Байкал, все результаты были пионерными; работа была выполнена в широкой международной и внутрироссийской кооперации.
- Впервые для пресноводного водоема на примере озера Байкал разработан и апробирован комплекс методик и оборудования для поиска и картирования приповерхностных скоплений гидрата метана и добычи газа из них. Открыты не свойственные для морей сочетания разных по морфологии, структуре и газовому составу газовые гидраты. Открыт новый, Байкальский, тип грязевого вулканизма. Работа выполнена в тесном сотрудничестве с научными и образовательными учреждениями России, стран Европы и Азии.
- Современными электронно-микроскопическими, вирусологическими и молекулярно-генетическими методами впервые установлено большое таксономическое разнообразие в различных биотопах Байкала автохтонных бактериофагов — ранее неизвестного вирусного звена, существенно дополняющего структурно-функциональную организацию экосистемы самого древнего и глубокого пресного водоема Земли