Schwerpunkte der Forschungstätigkeit sind Faunistik, Taxonomie, Systematik und Zoogeographie der pilzmückenartigen Zweiflügler (Sciaroidea). Proben aus Populationen unterschiedlicher geografischer Regionen werden mit dem Ziel untersucht, einen Beitrag zur Stammesgeschichte dieser Tiergruppe zu leisten.
Forschung in der Sektion Diptera Dresden ist auf Phylogenetik der Diptera-Familien Bolitophilidae, Diadocidiidae, Ditomyiidae, Mycetophilidae und Keroplatidae fokussiert.
Die Forschungssammlung umfasst mehr als 600.000 Exemplare von Zweiflüglern, genadelt in Insektenkästen, als mikroskopische Dauerpräparate oder in Alkohol konserviert.
Das Museum für Tierkunde Dresden ist mit mehr als 6 Millionen Tierpräparaten eine der rund 10 großen zoologischen Forschungssammlungen Deutschlands. Die Dresdener Sammlungen decken den gesamten Globus ab und sind nicht zuletzt durch ihren großen Typenreichtum international bedeutend.
Die ehemals Staatlichen Naturhistorischen Sammlungen Dresden gehören seit 2009 mit dem Museum für Tierkunde und dem Museum für Mineralogie und Geologie zu den Forschungsinstituten und Naturmuseen der Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung. Die Wurzeln der Dresdener Naturhistorischen Sammlungen reichen bis in das 16. Jahrhundert zurück.