Bernals wissenschaftliches Hauptinteresse galt ursprünglich der Atomstruktur von Kristallen, Metallen und Mineralien. Später wandte er sich der Struktur von Hormonen und Sterinen und einigen Aminosäuren, den Bausteinen der Proteine, zu.
Основной научный интерес для Бернала на первых порах представляла атомная структура кристаллов, металлов и минералов, а затем уже гормонов и стеринов, а также некоторых аминокислот - основных составляющих белков.