Las actividades de investigación y docencia se han consolidado en las cuatro divisiones que conforman la institución: Biotecnología Experimental y Aplicada, Ciencias de la Tierra, Física Aplicada y Oceanología, cuyas áreas de investigación incluyen acuicultura, biología, biotecnología, climatología, computación, ecología, electrónica, geociencias ambientales, geofísica, geología, instrumentación, meteorología, microbiología, oceanografía biológica, oceanografía física, óptica, optoelectrónica, sismología, tecnologías de la información, telecomunicaciones y telemática.
El primer director del CICESE fue el Dr. Nicolás Grijalva y Ortiz, quien fue sustituido en 1975 por el Dr. Saúl Álvarez Borrego.
Le siguieron en el cargo los doctores Mario Martínez García (1989-1997), Francisco Javier Mendieta Jiménez (1997-2005), Federico Graef Ziehl (2005-2015), y Silvio Guido Lorenzo Marinone Moschetto (2015-2020).
Desde su creación, el CICESE se ha dedicado a formar maestros y doctores en ciencias en las áreas académicas de su competencia.
La integración del campus que actualmente ocupa este centro, comenzó a desarrollarse alrededor de 1977.