南京大學建立了中國最早的現代科學研究實驗室。截至2010年5月，南京大學***取得國家自然科學獎壹等獎1項，二等獎12項，名列大陸高校第壹。
在最能反映基礎研究水平的SCI論文榜上，發表論文數連續7年第壹，被引用次數連續8年第壹；在國際頂尖雜誌《Science》和《Nature》發表的論文數全國第壹。
截止2014年10月，南京大學進入ESI排名前1%的學科為13個，分別是：化學、物理學、材料科學、地球科學、生物學與生物化學、臨床醫學、工程科學、環境科學與生態學、藥理學與毒理學、數學、動植物學、計算機科學和農業科學。不僅學科數量迅速增長，而且各學科的排位也得到大幅提升，其中化學學科發表論文總數和被引總次數在全球科研機構中的排名分別為17名和32名。 其最活躍的幾個學科為：應用物理、凝聚態物理學、多學科材料學、多學科化學，以及無機化學和原子化學。按論文總數排名計算，南京大學化學排名最高，名列全球第20位；按總被引次數排名計算，同樣是化學排名最高，在全球範圍內排在第79位。南京大學在全球前1%研究機構中，論文總數排名184位，總被引次數排名429。
截至2015年3月，南京大學2015自然指數在亞太地區（Asia-Pacific）各大科研機構與高校中排名第7位，在全國高校中排名保持第3位，緊隨北京大學、清華大學。至此，南京大學的自然指數已經連續兩年位居全國高校第三。
截至2013年7月，南京大學有37位博士的學位論文入選“ 全國優秀博士學位論文”、44位博士的學位論文入選“全國優秀博士學位論文提名論文”；南京大學有25部教材由教育部及國務院學位委員會辦公室推薦為“全國研究生教學用書”。
2010-2014年，南京大學文科教師***承擔國家社科基金項目260項，獲國家自然科學基金項目153項，獲教育部人文社會科學項目276項，其中，2013年度42項課題獲批國家社科基金面上項目，立項總數位居全國高校第壹。2014年度第壹批國家社科基金重大項目中，獲5項重大項目立項資助，位居全國第壹。
2014年9月9日，南京大學獲第七屆高等教育國家級教學成果獎特等獎1項、壹等獎1項和二等獎5項。其中，中科院院士、南京大學校長陳駿等完成的《以學生發展為中心的“三三制”本科人才培養體系構建與實施》獲第七屆高等教育國家級教學成果特等獎，這是自1994年高等教育教學成果獎勵制度改革後、20年來江蘇高校首次摘得國家級教學成果特等獎。 館藏資源
南京大學有鼓樓、仙林兩座圖書館大樓以及各院系專業圖書室和各種電子數碼信息資源。其中，南京大學仙林校區杜廈圖書館藏書500萬冊。南京大學圖書館館藏古籍線裝書30多萬冊，其中列入全國善本書目的有500多種，1萬余冊；地方誌***藏4000余種，約4萬冊；收藏了許多珍貴的古代目錄學文獻以及叢書。
學術期刊
2000年，南京大學成立了中國社會科學研究評價中心。依托南京大學情報學、圖書館學2個博士點的優勢，中心研制開發了CSSCI數據庫。
《南京大學學報》
《南京大學學報》創刊於1955年，分南京大學學報（哲學·人文科學·社會科學）和南京大學學報（自然科學）。
《npj Quantum Materials》，“自然合作期刊”（Nature Partner Journal, NPJ）
2016年3月1日，施普林格?自然（Springer Nature）旗下的自然出版集團與南京大學正式簽約，合作出版開放獲取期刊npj Quantum Materials （《npj-量子材料》）。
《智庫理論與實踐》（與中國科學院文獻情報中心合辦）
《物理學進展》（Progress in Physics）
《無機化學學報》（Chinese Journal of Inorganic Chemistry）
《高校地質學報》（Geological Journal of China Universities）
《高等學校計算數學學報》（Numerical Mathematics：A Journal of Chinese）
《數值數學:中國的雜誌》（Numerical Mathematics：A Journal of Chinese)
《當代外國文學》（Contemporary Foreign Literature）
《分析在理論和應用》（Analysis in Theory and Applications）
《腸外與腸內營養》（Parenteral & Enteral Nutrition）
《腎臟病透析與腎移植雜誌》（Chinese Journal of Nephrology, Dialysis & Transplantation）
《中華腎臟病雜誌》（Chinese Journal of Nephrology） 南京大學擁有豐富的教學和科研設施、設備，例如，南京大學植物標本室、國家遺傳工程小鼠資源庫、南京大學天文臺、南京大學太陽塔、南京大學氣象臺等。
自然科學 南京大學國家級、部級科研機構壹覽國家實驗室 南京微結構國家實驗室（籌） 國家重點實驗室 固體微結構物理國家重點實驗室 計算機軟件新技術國家重點實驗室 現代配位化學國家重點實驗室 醫藥生物技術國家重點實驗室 內生金屬礦床成礦機制研究國家重點實驗室 生命分析化學國家重點實驗室汙染控制與資源化研究國家重點實驗室（與同濟大學合建） 註：計算機軟件新技術國家重點實驗室是全國計算機類唯壹優秀國家重點實驗室 。 國家2011計劃協同創新中心（理工農醫科類）人工微結構科學與技術協同創新中心 教育部重點實驗室 海岸與海島開發教育部重點實驗室 中尺度災害性天氣教育部重點實驗室 介觀化學教育部重點實驗室 近代聲學教育部重點實驗室 現代天文與天體物理教育部重點實驗室 模式動物與疾病研究教育部重點實驗室 表生地球化學教育部重點實驗室 高性能高分子材料與技術教育部重點實驗室（B類） 國土資源部重點實驗室國土資源部海岸帶開發與保護重點實驗室（與江蘇省土地勘測規劃院合建） 國家工程技術研究中心 國家有機毒物汙染控制與資源化工程技術研究中心 國家發展改革委國家地方聯合工程研究中心半導體節能器件及材料國家地方聯合工程研究中心教育部工程中心 蛋白質與多肽新藥工程中心 水處理與水環境修復教育部工程研究中心環境保護部工程技術研究中心 國家環境保護有機化工廢水處理與資源化工程技術研究中心 其他主要科研機構，如江蘇省重點實驗室、省級工程中心等詳見南大官網。 人文社科 南京大學國家級人文社會科研機構國家2011計劃協同創新中心（文科類）中國南海研究協同創新中心 “985工程”哲學社會科學創新基地 南京大學漢語言文學與民族認同研究中心 南京大學經濟轉型和發展研究中心 當代資本主義研究中心 南京大學宗教與文化研究中心 南京大學經濟全球化與國際關系研究中心 中國社會科學研究評價中心 文科全國性學術社團 中國太平天國史研究會 中國元史研究會 全國美國文學研究會 中國非洲問題研究會 中國新四軍和華中抗日根據地研究會 教育部人文社會科學重點研究基地 南京大學中華民國史研究中心 南京大學長江三角洲經濟社會發展研究中心 南京大學馬克思主義社會理論研究中心 南京大學中國新文學研究中心社會科學實驗室 南京大學社會語言學實驗室 南京大學社會科學計算實驗中心 省部***建基地 南京大學國家信息資源管理南京研究基地 南京大學國家文化產業研究中心 南京大學中國語言戰略研究中心 江蘇社會風險與管理研究中心 江蘇省城市現代化研究中心 南京大學當代外國文學與文化研究中心 公***事務與地方治理研究中心 南京大學儒佛道與中國傳統文化研究中心 南京大學政府新聞學研究所 南京大屠殺史研究所戲劇影視研究所、拉貝國際和平與沖突化解研究交流中心、中德法學研究所等其他機構介參見南大官網。