इस विद्यालय में जैव-रसायन विभाग तथा पादप शरीरक्रिया विज्ञान विभाग शामिल हैं। ये देश के सबसे बड़े विभागों में से हैं, जहाँ क्रमशः 13 एवं 18 वैज्ञानिक कार्यरत हैं। उन्नत मूलभूत एवं रणनीतिक अनुसंधान विद्यार्थियों के शोध प्रबंध (थीसिस) का अभिन्न अंग है। विद्यार्थियों को लघु पाठ्यक्रमों के माध्यम से आनुवंशिकी एवं आणविक जीवविज्ञान के क्षेत्र में भी ज्ञान प्राप्त होता है। इन विषयों के विद्यार्थी बड़े जर्मप्लाज़्म संग्रहों के विभिन्न घटक लक्षणों के फीनोटाइपिंग, शास्त्रीय शरीरक्रियात्मक एवं जैव-रासायनिक उपकरणों के साथ-साथ ओमिक्स टूल्स द्वारा विभिन्न पादप प्रक्रियाओं एवं तनाव प्रतिक्रियाओं के परिमाणीकरण, बायोस्टिमुलेंट का चरित्रण, जलवायु परिवर्तन के प्रभाव एवं शमन अध्ययन, आनुवंशिक रूपांतरण एवं ट्रांसजेनिक दृष्टिकोण से जीन कार्य विश्लेषण, उपयोगी उपापचयों का शुद्धिकरण एवं चरित्रण, पोषण गुणवत्ता का आकलन, रिकॉम्बिनेंट प्रोटीन अभिव्यक्ति अध्ययन, एलील माइनिंग, जीनोटाइपिंग एवं GWAS, जीनोम संपादन, सटीक कृषि हेतु कंप्यूटर विज़न आधारित उच्च-थ्रूपुट फीनोटाइपिंग तथा जर्मप्लाज़्म का जैव-अन्वेषण (बायोप्रॉस्पेक्टिंग) आदि से संबंधित अध्ययनों में प्रयुक्त कौशलों से सुसज्जित होते हैं। विद्यार्थी कृषि-उद्योग तथा फसल किस्मों एवं फसल प्रबंधन प्रौद्योगिकियों के विकास से जुड़े अनुसंधान संस्थानों की आवश्यकताओं के अनुरूप अच्छी तरह प्रशिक्षित होते हैं।

मूलभूत विज्ञान विभाग के अनुसंधान क्षेत्र नर-बांझपन एवं उर्वरता पुनर्स्थापन का आणविक आधार; फसलों में पोषण गुणवत्ता में वृद्धि एवं फल पकने में विलंब हेतु आनुवंशिक अभियांत्रिकी; आनुवंशिक रूपांतरण—दुर्लभ-प्रतिक्रियाशील (रिकैल्सिट्रेंट) फसल पौधों में पुनर्जनन/विकास; धान जीनोम अनुक्रमण; प्रकाश संश्लेषण दक्षता का नियामक तंत्र; परिवर्तित जलवायु परिस्थितियों में ब्रैसिका, धान एवं ज्वार में प्रकाश संश्लेषण दक्षता एवं असिमिलेट विभाजन का विनियमन; पोषक तत्वों के कुशल उपयोग हेतु आनुवंशिक संवर्धन; फसल पौधों में प्रकाश संश्लेषण दक्षता एवं असिमिलेट परिवहन के नियामक तंत्र; फसल पौधों में पोषक तत्व उपयोग दक्षता का आनुवंशिक संवर्धन; नाभिकीय तकनीकों का उपयोग कर गेहूँ में ऊष्मा तनाव सहनशीलता के तंत्र का अध्ययन; गेहूँ आधारित फसल प्रणाली में समन्वित पोषक तत्व प्रबंधन हेतु निदान उपकरणों का विकास; उन्नत जल उपयोग दक्षता वाले जीनोटाइप्स की स्क्रीनिंग; जल उपयोग दक्षता, भूजल संसाधन आकलन एवं प्रदूषण चरित्रण हेतु फसलों में समस्थानिक हस्ताक्षर अध्ययन।