המחקר ברמת הנדיב נועד להיות כלי שרת ללימוד השפעת פעולות הממשק על המערכת האקולוגית, לתרום לידע המדעי בארץ ובעולם, ליצור בסיס נתונים לעתיד לבוא ולהוסיף ממד ותכנים חדשים לפעילות החינוכית.
מאז 1984 מתנהלים בפארק מחקרים רבים ומגוונים, התורמים להעשרת הידע הקיים. בשלב הראשון, יעדי המחקר היו היכרות עם השטח, דרך לימוד המערכת האקולוגית והנופית והבנת תהליכים אקולוגיים ואנושיים המתקיימים בה. הכוונה הייתה שידע זה יתורגם בעתיד לתכניות ממשק ולפעילויות חינוכיות. בד בבד עם צבירת בסיס הידע המדעי, התגבשה התפיסה כי יש לקיים ברמת הנדיב ממשק אקטיבי, המלווה בניטור ובמחקר, אשר יאפשרו לעקוב אחר השלכותיהן של פעולות הממשק הננקטות בשטח ועדכונן בהתאם לממצאים המחקריים ('ממשק אדפטיבי').
לדוגמא, בשנת 1991 הוקם בין רמת הנדיב לעיירה הסמוכה אזור חיץ להקטנת נזקי שריפות, בו נכרתים השיחים ידנית ומוכנס בקר לרעייה בלחץ גבוה. הידע בדבר לחצי הרעייה ותדירות הכריתה הנדרשים לאחזקת אזור החיץ נבנה בשיטה זו, דרך ניטור קצב התחדשות השיחים לאחר כריתה ומדידת כמות הצומח העשבוני לאורך העונה בלחצי רעייה שונים.

במקביל למחקרים שנועדו ללמוד את דגם הניהול הנכון לשטח ('מחקר תומך ממשק'), נערכו מחקרים אשר נועדו להעריך את ה'מחיר האקולוגי' של פעולות הממשק המתבצעות בשטח. לדוגמא, בהקשר של אזורי החיץ שתוארו קודם לכן, נערכו מספר מחקרים אשר בחנו את השפעת טיפולי הממשק הננקטים באזור זה על המגוון של קבוצות ביולוגיות שונות. בנוסף לפעולות הממשק שהוזכרו, נבחנו גם היבטים נוספים של פעילות האדם בשטח, כמו השפעתם של מטיילים על תכונות הקרקע.
במטרה לשקם אוכלוסיות של חיות בר, נערכו ברמת הנדיב לאורך השנים שני פרויקטים גדולים של השבת בעלי-חיים לטבע: השבה של שני מינים של דורסי יום - הנשר ובז הצוקים - אשר קיננו בעבר בחבל הים-תיכוני של ישראל ואוכלוסיותיהם נפגעו מאוד; והשבה של אייל הכרמל, אשר נכחד מהאזור עקב ציד בראשית המאה ה-20. ההשבה לטבע לוותה מתחילתה במעקב טלמטרי (באמצעות משדר) ובניטור הסימנים המשניים שהותירו בעלי החיים בשטח: עקבות וסימני אכילה.