En la ESE Hospital Universitario San Rafael de Tunja, la investigación es fundamental para garantizar la calidad asistencial y la mejora continua de los servicios de salud. La colaboración con las universidades potencializa estas actividades, promoviendo la generación de conocimiento, fomentando la participación en proyectos de investigación e innovación de tipo traslacional que se reflejan en la calidad de la atención del paciente, fortaleciendo la formación de profesionales y el desarrollo de soluciones para los desafíos de la salud pública.

La E.S.E Hospital Universitario San Rafael de Tunja, cuenta con dos Grupos de Investigación en MINCIENCIAS, Salud San Rafael y GINOB, Avanza con 6 Líneas de Investigación: 

1. Ciencia, Investigación, Ejercicio, deporte y Salud – CIEDES.
2. Cuidado Cardiorespitarorio.
3. Gestión Clínica y del Cuidado en Enfermería – LIGCCE.
4. Línea de Investigación en Ortopedia y Traumatología – LIOT.
5. Medicina Clínica. 
6. Línea de Investigación Medicina Crítica y Cuidado Intensivo.
7. Línea de investigación en cirugia y gastroenterología.