Долгое время территория заповедника оставалась почти неисследованной из-за своей отдаленности. О богатой природе этого девственного уголка Западного Саяна можно было судить только по наблюдениям в смежных районах (П. П. Сушкин, Д .К. Соловьев, В. Н. Скалон, А. И. Янушевич, К. Т. Юрлов и др.). Иногда маршруты исследователей, как, например П. В. Нестерова, сплавившегося на плотах по Усу и Енисею до Минусинска, затрагивали и будущий заповедник.
С 1917 г. начаты стационарные работы на биологической станции “Каракем”, организованной Минусинским краеведческим музеем им. Н. М. Мартьянова. Экологические наблюдения за копытными животными, хищными зверями и птицами (Белоусов, 1928, 1929 и др.) можно считать предшественниками заповедной “Летописи природы”. С 1938 г. в центре заповедного участка долины Енисея начала работать метеостанция Усть-Уса. В 30-е годы первые флористические сборы на Саянском хребте провел С. И. Глуздаков (Томский университет).
С начала 1960-х годов различные обследования приенисейской части Западного Саяна вели сотрудники Красноярского Института леса и древесины им. В. Н. Сукачева СО АН СССР (Г. А. Соколов, Н. Н. Балагура, Д. И. Назимова, В. И. Власенко, В. М. Яновский и др.) Их исследования подчеркнули уникальность природных комплексов южного макросклона Саянского хребта, Енисейской долины и необходимость их заповедания.
С 1978 г. в учрежденном заповеднике ведется ежегодная “Летопись природы”. Совместными исследованиями сотрудников Института леса СО РАН и заповедника была проведена первичная инвентаризация флоры, лесной энтомофауны, млекопитающих и птиц, составлены почвенная и геоботанические карты, выполнена эколого-флористическая классификация растительности (Т. И. Житлухина). Развернуты исследования по характеристике биоценотической роли крупных хищных и копытных животных, разрабатываются вопросы экологии и охраны редких видов животных Западного Саяна (Б. П. Завацкий, В. А. Стахеев, С. Ю. Петров, А. Я. Углев и др.).
Систематические исследования растительного покрова заповедника начаты в 1978 г. А. Е. Сонникова приступила к инвентаризации сосудистой флоры, закончив полевые работы по ней в 1982 г. В 1992 г. ею опубликована сводка “Сосудистые растения Саяно-Шушенского заповедника”. В ботанических работах с 1980 г. участвовала В. И. Власенко (опубликовавшая в дальнейшем геоботаническую карту заповедника), затем Т. И. Житлухина и др. С 1987 г. по 1991 В. Б. Куваевым и А. Е. Сонниковой исследовалось высотное распределение растений. Определен видовой состав и состояние популяций редких видов сосудистых растений из Красных книг СССР и РСФСР. Выявлены редкие виды мохообразных на территории Западного Саяна, в том числе заповедника, что отражено в публикациях Л. П. Бардунова (1974), А. Н. Васильева (1988, 1992, 1995). В итоге флора и растительность заповедника сейчас освещены с достаточной полнотой, хотя данные о лишайниках пока не систематизированы.
Научный профиль заповедника предусматривает накопление и анализ информации как о естественном состоянии природы региона, так и об антропогенных изменениях в ней. С первых же лет сотрудники заповедника изучают процессы воздействия водохранилища Саяно-Шушенской ГЭС на окружающую природу.
Основой научных исследований в заповеднике являются работы на стационарах. Высотную поясность отражают экологические профили Южный Саянский и Восточный Енисейский. Первый проходит в меридиональном направлении по южному макросклону Саянского хребта и северному макросклону Хемчикского хребта. Он тянется на 50 км вдоль рек Санзу и Отуксук (правый и левый притоки р. Большие Уры) и представляют горно-степные, таежные и высокогорные ландшафты центральной части заповедника. Восточный Енисейский профиль на 10-километровом участке р. Сарла отражает смену поясов от петрофитных степей долины Енисея через смешанные и кедровые леса к тундрам в отрогах Саянского хребта.
В трех участках долины Енисея заложены полигоны-трансекты: “Каракем” – в северном таежном, “Узунсук” – в центральном лесостепном и “Хемтерек” - в южном степном. Работы на этих полигонах, пересекающих борта долины, начаты до формирования водохранилища и дают оценку как затопляемых мест, так и новых береговых склонов. В заповеднике заложено 47 пробных лесных площадей, 283 км зоологических маршрутов, пробная площадь “Маралье озеро” (31 км2) для учета крупных млекопитающих в высокогорье Саянского хребта.
Стационарные исследования в заповеднике в основном осуществляются силами научного отдела. Многие наблюдения проводятся также сотрудниками Института леса им. В. Н. Сукачева СО РАН. Исследования лишайников как наиболее чувствительных индикаторов уровня фонового загрязнения природной среды проведены Лабораторией мониторинга природной среды Госкомгидромета и АН СССР. Институт географии Сибири и ДВ СО РАН принял участие в закладке полигонов-трансектов в зоне воздействия Саянского водохранилища. Почвенный институт им. В. В. Докучаева подготовил почвенную карту заповедника. Экспедиционные исследования на заповедной территории проводили также сотрудники Института проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова РАН (ИЭМЭЖ АН СССР), Института охраны природы Госкомэкологии России и ряда других научных учреждений.
В заповеднике осуществлено несколько крупных региональных научных и научно-практических конференций и совещаний, проводились республиканские семинары, здесь учрежден региональный ученый совет Енисейских заповедников. По исследованиям в заповеднике его сотрудниками выполнено четыре кандидатских диссертации (Б. П. Завацкий, Н. Т. Ковалев, Т. И. Житлухина, Л. Д. Мухамедиев). В широких масштабах осуществляется эколого-просветительская и эко-пропагандистская работа.

© В.А. Стахеев, А.Е. Сонникова, Б.П. Завацкий, Т.И. Житлухина, А.Г. Рассолов, В.Б. Куваев, Е.Е. Сыроечковский, Ф.Р. Штильмарк, 1999 г.