Les recherches menées à l’AIM reposent sur trois piliers : l'instrumentation spatiale, les observations et la modélisation.
Les deux derniers piliers sont menés par les six équipes suivantes :
- Laboratoire Cosmologie et Évolution des Galaxies (LCEG)
- Laboratoire Formation des Etoiles et du Milieu Interstellaire (LFEMI)
- Laboratoire Dynamique des Étoiles, Exoplanètes et leur Environnement (LDE3)
- Laboratoire d’Etude des Phénomènes Cosmiques de Haute Énergie (LEPCHE)
- Laboratoire Cosmologie et Statistiques (LCS)
- Laboratoire Modélisation des Plasmas Astrophysiques (LMPA)