INS siempre ha enfatizado la importancia de la investigación básica no relacionada a la solución inmediata de problemas médicos.  Crisis nacionales como la segunda guerra mundial y los ataques terroristas del 11 de Septiembre, 2001, han demostrado que la investigación aplicada intensa para resolver problemas militares puede ser mejor organizada rápidamente por continuación del crecimiento del nivel del conocimiento básico durante tiempos de paz. Antes de 1970’s, mucha investigación básica se debía al desarrollo de técnicas e instrumentos altamente especializados como electroforesis, espectroscopía de masas y espectroscopia fluorescente- Estudios básicos financiado por INS han resultado en la obtención de más de 100 premios Nobel, cinco de los cuales fueron ganados por científicos intramuros. Desde 1970’s, técnicas han surgido que permiten estudios del cuerpo humano al nivel molecular. Los estudios de inmunología molecular y neurociencia molecular han sido particularmente fructíferos en los años recientes.

Como un ejemplo de investigación básica, la Oficina de Historia del INS desarrolló un sitio Web sobre un instrumento, el espectrofotofluorómetro AMINCO-Bowman, el cual fue desarrollado en el programa intramuros en el INS y fue usado en el trabajo del ganador del Premio Nobel Dr. Julius Axelrod sobre neurotransmisores.  La URL para este sitio Web es http://history.nih.gov/exhibits/bowman.