FoU i NVE støttar opp om kjerneoppgåvene og bidreg til eit betre forvaltingsgrunnlag og ein heva forvaltningsmessig kompetanse. NVE driv eigen forsking, utfører oppdragsforsking og bestiller forsking av andre når det er naudsynt. NVE samarbeidar med ei rekke utdannings- og forskingsinstitusjonar, og deltek i internasjonalt FoU-samarbeid.

Ved hovudkontoret på Majorstua i Oslo har NVE eit eige sedimentlaboratorium som analyserer meir enn 12 000 vassprøver kvart år. Resultatet gjev viktig informasjon om tilstanden i norske vatn og vassdrag.

Svartisen subglasiale laboratorium. Foto Erik Johnsen/NVENVE har også det einaste laboratoriet i verda som ligg inni ein isbre; Svartisen subglasiale laboratorium. Brelaboratoriet ligg under 200 meter is i eit tunnelsystem i fjellet under Engabreen i Nordland. Laboratoriet gjev unike moglegheiter til å forske på for eksempel modellering av isdynamikk på små isbrear, korleis klimaendringar påverkar store isdekker (som Grønland og Antarktis), utvikling av teknologi for søk etter liv på islagte himmellekamar og lagring av atomavfall under jorda. I ei uhøgtidleg kåring, gjort av Illustrert vitenskap i 2011, vart Svartisen subglasiale laboratorium kåra til det mest klaustrofobiske laboratoriet i verda.

Forskingsresultata til NVE vert publisert i ei rekke kanalar som nve.no, ulike vitskapelege tidsskrift, på konferansar og på forskning.no m.m.