Der Hauptteil der Forschung wird von Gastwissenschaftlern im Rahmen von wöchentlich wechselnden Workshops sowie von kleinen „Research in Pairs“-Forschergruppen geleistet. Daneben gibt es Fortbildungsseminare für junge Diplomanden und Doktoranden sowie seit 2007 ein Postdoktorandenprogramm „Oberwolfach-Leibniz-Fellows“. Zusätzlich werden jährlich vier Wochen für jeweils drei Miniworkshops mit etwa 15 Teilnehmern freigehalten, um kurzfristig die Möglichkeit zu haben, auf aktuelle Entwicklungen einzugehen. Zu den Workshops werden etwa 40 bis 50 internationale Experten vom Direktor persönlich eingeladen, darunter eine beträchtliche Zahl besonders qualifizierter junger Nachwuchswissenschaftler, um sie frühzeitig in den Forschungsprozess zu integrieren.
Ein Charakteristikum aller mathematischen Aktivitäten in Oberwolfach ist die intensive Forschungsatmosphäre, die erreicht wird durch die persönliche Begegnung der Forscher und das direkte Gespräch in einem Umfeld frei von jeglicher Ablenkung mit exzellenter Infrastruktur. Die Bibliothek des MFO gilt als eine der besten mathematischen Bibliotheken weltweit.
Die jährliche Besucherzahl beträgt etwa 2.500 Forscher, wobei etwa 70 % der Besucher aus dem Ausland kommen. In den wissenschaftlichen Programmen des MFO wird die gesamte Breite der Mathematik einschließlich ihrer Anwendungen in Naturwissenschaften und Technik behandelt und so der Bedeutung moderner mathematischer Methoden für die heutige Gesellschaft Rechnung getragen. Das MFO ist seit 2005 Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft.
