Інноваційна спрямованість науково-дослідницької діяльності академії зосереджена на основних 5-и напрямах:

• селекція польових культур;
• перспективи розвитку органічного землеробства та виробництва екологічно безпечної продукції;
• альтернативні джерела енергії;
• зелена енергетика;
• перспективи розвитку плодоовочевого ринку.

Перший напрямок: створення високопродуктивних сортів озимої пшениці на основі методів адаптивної селекції, що характеризуються високою екологічною пластичністю, із застосуванням еколого-генетичного підходу з математичним моделюванням в теорії добору;

• створення сортів гороху безлисточкового типу, пристосованих до прямого комбайнування, підвищеним вмістом білка, високими адаптивними властивостями;
• створення нових ультраранньостиглих сортів проса з високими показниками якості зерна та адаптивними властивостями, придатних для однофазного збирання;
• створення нових високоврожайних сортів сої, адаптивних до умов Лісостепу України, різних напрямів використання, з високою якістю продукції та розробки схем їх насінництва, сортовими технологіями вирощування.

На сьогодні створено 14 сортів озимої пшениці, 6 гороху, 3 проса, 4 сої, 1 ріпаку, які займають значні площі як в Полтавській, так і в інших областях України.

Сорти озимої пшениці характеризуються високою морозостійкістю та якістю зерна з потенційною урожайністю 120 ц/га.

Один із сортів озимої пшениці, створений в селекційному центрі академії Диканька рішенням Всесвітнього конгресу по пшениці, що відбувся в Санкт-Петербурзі, визнаний світовою спільнотою одним із найкращих сортів і запропоновано його зберігання у Всесвітньому сховищі у Свальбарді (Королівство Норвегія) та у Мексиці для нинішнього і майбутніх поколінь та використання для наукових і селекційних цілей.

Другий напрямок – перспективи розвитку органічного землеробства та виробництва, екологічно безпечної продукції.

В цьому напрямку на базі академії створено центр органічного землеробства "Полтава – органік".

Ведеться робота по розробці та впровадженню в системі органічного землеробства екологічно-безпечних технологій вирощування сільськогосподарських культур.

Ведеться робота по створенню на базі академії представництва німецької компанії АВСERT, яке буде займатися проведенням сертифікації продукції органічного землеробства, питаннями переробки, зберігання та її реалізації.

Разом з дніпропетровськими вченими проводиться робота по створенню в ПП "Агроекологія" Шишацького району філіалі академії, яке очолює Герой Соціалістичної Праці, Герой України Семен Свиридонович Антонець, де більше 30-и років не застосовуються синтетичні добрива, хімічні засоби рослин, яке, перше в Україні, працює по типу органічного землеробства, виробляє екологічно безпечну продукцію, по створенню, мабуть, першого в Україні так званого екологічного поселення.

В плані вивчення мікробіологічних процесів, що проходять в ґрунті в умовах органічного землеробства, наша академія є регіональним представником в Полтавській області Чернігівського науково-дослідного інституту мікробіології.

Третій напрямок – альтернативні джерела енергії як шлях до енергетичної безпеки держави.

У рамках Міжнародного Українсько-Польського проекту за підтримки посольства Польщі та польської фірми "НЕОН", виробника геліосистем, на даху гуртожитку, де проживають іноземні студенти, встановлено сонячну батарею плоского типу. Ця система може працювати протягом року, не боячись перемерзання теплоносіїв, навіть при мінусовій температурі колектор гріє воду.

Відкрита також Українсько-Польська лабораторія відновлювальних джерел енергії, яка за своїми можливостями є однією з найкраще обладнаних лабораторій даного профілю на Україні.

Четвертий напрямок: зелена енергетика.

У відповідності Українсько-Бельгійського проекту на базі академії створено науково-дослідний Центр з біоенергетики, де ведеться робота по розробці та впровадженню у виробництво стандартів на біосировину, отримання біопалива із "енергетичних" рослин, в т. ч. і не властивих для нашого регіону, з урахуванням зональних особливостей – це технологія вирощування, переробки, постачання, споживання так званої "зеленої енергії".

П'ятий напрямок – перспективи розвитку плодоовочевого ринку. Розроблено програму розвитку овочівництва в Полтавському регіоні, розробляються технології виробництва овочів і плодів в умовах органічного землеробства, одержання екологічно безпечної продукції, маркетингу плодоовочевої продукції.

Крім того, проведено значну роботу по створенню кластеру органічного землеробства та кластерної моделі виробництва інноваційних та ефективних лікарських засобів, а також агротехнопарку "Полтава-агро".

Це лише окремі напрямки наукової роботи колективу академії.