Територія НПП «Синьогора» є вкрай погано дослідженою, незважаючи на те, що перше наукове обстеження тут було здійснене 144 роки тому – під час експедицій Мар'яна Ломницького 1877 року. За результатами двох експедицій Ломницький опублікував три детальні статті з описом природних умов на території парку і розлогим переліком твердокрилих, щипавок, тарганів і саранчуків, а от хребетних (риб, земноводних, ссавців і птахів) – лише окремих видів. Однак, після цього, детальних досліджень біоти парку не здійснювалось. Склалась ситуація, коли практично усі опубліковані праці з цієї території мають ентомологічний характер і присвячені вивченню комах, хоча відомості про них залишаються все ще фрагментарними.
Основними напрямами наукової діяльності парку є моніторинг стану природних екосистем для прогнозування їх змін та планування належних природоохоронних заходів через проведення наукових досліджень функціонування біоти, ґрунтів та всіх інших компонентів екосистем за різних режимів ведення господарства, зокрема:
- моніторинг (систематичні спостереження) за станом та динамікою природних екосистем, антропогенного навантаження та клімату;
- інвентаризація різноманіття видів флори і фауни, рослинних угруповань, оселищ та ландшафтів;
- дослідження стану місцевих пам'яток історії та культури для планування заходів щодо їх використання і збереження;
- підготовлення і затвердження в установленому порядку науково-практичних рекомендацій для: збереження і відтворення рідкісних і таких, що охороняються, видів рослинного і тваринного світу; для відновлення і покращення стану природних екосистем (оселищ); для оптимізації екологічної ефективності території парку; для запобігання поширення інвазійних видів; для правильного використання відвідувачами території парку тощо;
- ведення Літопису природи;
- підготовлення і затвердження в установленому порядку презентацій та матеріалів для реалізації екологічно-освітньої, рекреаційної та інших видів соціальної діяльності;
- створення та ведення бібліотечних і наукових фондів, баз даних, інформаційних систем, кадастрів територій та об’єктів природно-заповідного фонду, гербарію, музею природи тощо.
З початку 2022 року в парку сформовано науковий відділ, який розпочав систематичні дослідження місцевих природних екосистем відповідно до завдань Проєкту організації території 2021 р.: оформлено угоду про наукове кураторство з Інститутом екології Карпат НАН України; розроблена мережа маршрутів моніторингу, яка охоплює всі типи місцевих екосистем; розроблено методику і закладено пункти фенологічних спостережень за всіма основними типами рослинності парку; розроблено схему мережі моніторингу лісових екосистем та їх рівня забруднення і підготовлено відповідні методики; залучено до наукових досліджень провідних науковців регіону; підготовлено інструкцію з проведення рубок переформування тощо.
Також наукові співробітники парку прийняли активну участь в підготовці клопотання, наукового обґрунтування та всіх потрібних документів для розширення території НПП «Синьогора» на 15303 гектарів.
