Cenicaña desarrolla programas de investigación en variedades, agronomía y procesos de fábrica, y cuenta con servicios de apoyo en análisis económico y estadístico, información y documentación, tecnología informática, cooperación técnica y transferencia de tecnología. Presta servicios de análisis de laboratorio, opera y administra la Red Meteorológica Automatizada, la Red de Monitoreo de Material Particulado PM10 y el Sistema de Información Geográfica de la industria azucarera.

Las investigaciones sobre el cultivo se realizan en la Estación Experimental y en predios de los ingenios azucareros y los cultivadores de caña. Las investigaciones en procesos fabriles se llevan a cabo en plantas industriales consideradas como ingenios piloto.

La participación activa de investigadores, productores y otros especialistas en las distintas fases de la innovación tecnológica se dinamiza a través de la gestión de comités de investigación y grupos de trabajo.