Dirbdamas įvairiose mokslo ir inžinerijos pramonės šakose, tyrimų inžinierius tyrinėja, kuria ir vertina naujus inžinerinius procesus ir galutinius produktus. Tyrimo inžinieriui paprastai paskiriamas projektas su konkrečiais tikslais arba tam tikra problema, kurią reikia išspręsti. Turėdamas didelę laisvę, jis arba ji mokys ir vadovaus kitiems, kartu vadovaudamasis visomis mokslinių tyrimų pastangomis, įtraukdamas galutinių rezultatų arba produktų testavimą. Šis vaidmuo apima nuodugnią problemų, procesų ir procedūrų analizę, be inžinerinių ir mokslinių principų taikymo. Norint sėkmingai eiti pareigas, būtinas geras sprendimas, protavimo gebėjimai, geras mokslinio proceso supratimas ir inžineriniai principai.
Plėtra ir tyrimai yra pagrindinė mokslinių tyrimų inžinieriaus dėmesio sritis. Objektyviai jis atliks tyrimus ir kurs tuo tyrimu pagrįstas teorijas, siekdamas išspręsti problemą arba imtis iniciatyvos, kurią iškėlė organizacija, kuriai jis dirba. Tokie tyrimai gali būti taikomi kuriant naują technologiją vienoje ar kitoje pramonės šakoje, pavyzdžiui, žemės ūkyje, tai gali apimti efektyvesnių ūkininkavimo metodų tyrimą.
Testavimas yra dar vienas pagrindinis mokslinių tyrimų inžinieriaus rūpestis. Tai gali apimti naujų procesų ir sukurtų teorijų testavimą arba tai gali apimti įrangos, naudojamos atliekant tyrimo projektą, testavimą. Ypač statant tyrimų įrenginius jis išbandys visus statybos etapus, kad įsitikintų, jog įrenginiai prisidės prie tyrimų proceso. Kai bus sukurtas naujas produktas ar metodas, inžinierius taip pat patikrins tuos rezultatus, kad užtikrintų patikimumą.
Tyrimo inžinierius taip pat analizuos ir įvertins testavimo rezultatus, kad nustatytų jų reikšmę. Šių vertinimų rezultatų supratimas padeda jam nuspręsti, kuria kryptimi imtis tyrimo projekto. Vertinime dalyvaujama duomenų rinkimo priežiūra, jų pagrįstumo užtikrinimas ir vertinimo rezultatų paskelbimas, kad kiti komandos nariai suprastų projekto būseną.
Be pagrindinių pareigų, tyrimų inžinierius taip pat gali panaudoti savo žinias, remdamas kitas organizacijoje arba su išorės klientais atliekamus tyrimus. Biudžeto planavimas ir įvertinimas yra kita pareiga, susijusi su priskirtais mokslinių tyrimų projektais. Į šį procesą įtrauktas reikalingos įrangos, žmogiškojo kapitalo ar kitų išteklių, reikalingų tyrimams atlikti ir rezultatams pasiekti, prašymas ir užtikrinimas. Nepriklausomai nuo mokslinių tyrimų ar plėtros etapo, jis ar ji turės gerai apgalvoti ir sugebėti veiksmingai spręsti iškilusias problemas.