Van de meeste zeehonden die worden binnengebracht bij de Zeehondencrèche wordt bloed afgenomen om een goede diagnose te kunnen stellen. Dit bloed kan ook worden gebruikt voor wetenschappelijk onderzoek. Daarnaast worden soms röntgenfoto"s gemaakt of stukjes weefsels onderzocht.

Het wetenschappelijk onderzoek richt zich niet alleen op de zeehonden, maar ook op hun leefmilieu. Het onderzoek van de Zeehondencrèche is daarom breed opgezet en beslaat meerdere disciplines, zoals populatiebiologie, toxicologie, immunologie, virologie, fysiologie, ecologie en ethologie.

Niet alleen zieke en gewonde zeehonden en huilers, maar ook vrijwel alle dode zeezoogdieren (voornamelijk zeehonden en bruinvissen) die langs de Nederlandse kust worden gevonden, worden naar de Zeehondencrèche in Pieterburen gebracht. Het is van belang voor het wetenschappelijk onderzoek om de doodsoorzaak van de dieren vast te stellen. In de Zeehondencrèche wordt sectie verricht op de dieren. Monsters van het bloed en de organen worden voor verder onderzoek opgestuurd naar diverse laboratoria in Europa. Op deze wijze wordt getracht de doodsoorzaak van de dieren te achterhalen. Zo kunnen problemen in de populatie snel gesignaleerd worden en kan gezocht worden naar oplossingen. De gegevens van de secties worden in rapporten en een database vastgelegd.