自然堂集团坚持“立足自主研究，开展全球合作”的研发原则，构建了三大科学体系以及四大技术平台，为创新研发提供体系支撑。
三大科学体系包括：皮肤科学、原料科学、产品科学。其中，皮肤科学围绕皮肤机理、皮肤数字银行、航天皮肤医学、3D皮肤模型等方向，已构建百万级东方人皮肤信息库，并创立“抗疲老”解决方案；原料科学深入南极、北极、喜马拉雅、太空实验室“地球四极”，开发分子级功效成分；产品科学涵盖科学配方、包装与测评。四大技术平台分别为：原料开发平台（掌握生物发酵、植物组培等4项核心技术，自研自产超20个核心原料）、配方开发平台（拥有美白抗老+、全波段御光防晒等8项领先技术）、包装开发平台（全球首创一次成型渐变吹瓶技术）、评估检测平台（自创“六觉六性”质量管理体系，每款产品通过至少60种科学验证）。这一体系为集团持续创新提供了坚实支撑。