מרכז אלו״ן מקדם מחקר רב־תחומי המשלב בין חינוך, מדעי המוח והפסיכולוגיה הקוגניטיבית, במטרה להעמיק את ההבנה של תהליכי למידה, הוראה והתפתחות. מחקרי המרכז מבקשים לא רק לייצר ידע מדעי חדש, אלא גם לבחון כיצד ניתן לתרגם תובנות מחקריות לפרקטיקות חינוכיות יעילות, מבוססות ראיות ובעלות השפעה בשדה החינוך.
המחקרים במרכז עוסקים במגוון רחב של סוגיות, ובהן זיכרון ולמידה, מוטיבציה, קשב, מתמטיקה ואוריינות, תפקודים ניהוליים, ויסות רגשי, למידה לאורך החיים והשפעת ידע נוירופדגוגי על תהליכי הכשרה של סגלי הוראה. באמצעות שילוב בין מחקר מקדם, מתודולוגיות מתקדמות וחשיבה בין־תחומית, שואף המרכז להרחיב את בסיס הידע שעליו נשענת החדשנות החינוכית.