Enquadra-se na missão do Museu da Baleia da Madeira gerar conhecimento sobre os cetáceos e o meio marinho. Para tal o museu levou a cabo vários estudos de investigação científica sobre este grupo de animais marinhos. A seção de ciência no Museu da Baleia da Madeira teve início em 1995 com o registo sistemático da informação relativa aos cetáceos arrojados no arquipélago da Madeira (ver RACAM). Só mais tarde, no ano 2000 teve início o primeiro projeto de investigação a ser dedicado aos Cetáceos no arquipélago da Madeira (ver projetos).
A investigação na área da ciência do Museu da Baleia da Madeira ao longo dos últimos anos desenvolveu vários projetos, os quais pretenderam aumentar o conhecimento da biologia destas criaturas magníficas que vivem no Mar da Madeira. Inicialmente e porque pouco ou nada se sabia acerca dos cetáceos no Arquipélago, os objetivos principais foram os de recenseamento das espécies de cetáceos que habitam o mar da Madeira, bem como avaliar as frequências de ocorrência, distribuição, atividades que desempenham. Com o desenrolar dos projetos e aprofundamento de conhecimento, a investigação científica no Museu procurou dar respostas a questões mais específicas, nomeadamente aspetos da genética das populações de baleia-piloto, golfinho-roaz e cachalote entre os arquipélagos da Madeira, Açores e Canárias, e de golfinho-comum, golfinho-pintado entre os arquipélagos da Madeira e Açores. Com a colocação de transmissores em espécies como a baleia-piloto, cachalote, baleia-de Bryde e Baleias-de-bico estudamos a ecologia de mergulho destas espécies, ainda que novos e mais aprofundados trabalhos devam ser realizados.
A investigação científica no Museu da Baleia da Madeira tem sido possível pelo financiamento do Município de Machico e por financiamento internacional, nomeadamente LIFE, INTERREG e a ainda FCT. Assim, ao longo destes projetos, o MBM foi-se munindo duma série de equipamentos, nomeadamente embarcações, máquinas fotográficas, GPS, PC, hidrofones, etc com os quais tem aplicado várias metodologias de estudo (ver projetos) dos cetáceos.
Seguem algumas imagens de avistamentos nas águas do Arquipélago da Madeira.