DESY entwickelt, baut und nutzt Teilchenbeschleuniger und -detektoren sowie Observatorien für die Forschung mit Photonen, die Teilchenphysik sowie die Astroteilchenphysik. Wissenschaftliche Säulen in Zeuthen sind die  Astroteilchenphysik, Teilchenphysik und Beschleunigerphysik.