在游戏中
大木研究所出现在赤绿青黄、金银水晶、火叶以及心魂游戏中。在赤绿青黄和火叶中，大木博士在这里送给主人公他们的初学者神奇宝贝和图鉴。
研究所位在玩家家旁边，是一栋不太大的房子，在每一代游戏中都略有不同。研究所里有3名研究院，一堆书，放着三个宝贝球的桌子，一台电脑，两台图鉴以及一些给玩家的小贴士。在皮卡丘版中，桌上只有一个宝贝球。在火叶版中则多出来一台神秘的机器，心魂版和火叶版差不多。
在动画中
研究所在第一集中出现，小智在这里得到了他的皮卡丘。之后在每次小智完成一个地方的冒险之后，或者準备开始新的冒险之前，都会回到这里来。研究所位在真新镇的一座小山头上，研究所旁边有一个大风车。每次小智获得了6只神奇宝贝之后，新的神奇宝贝都会自动传送到这里(超级愿望中则不是这样)。另外小智在前往丰缘、神奥和合众地方的时候，都把所有神奇宝贝留下，只带着皮卡丘前往。
结构
内部
实验室有两层。进门以后是一个走廊，左边有一个柜子，另外上楼的楼梯也在左边。
起居室是大木博士生活休息的地方，可能偶尔也用于学习。粉色的地毯，两张沙发还有一张桌子，两边是电脑和书架。另外还有两间放满奇怪仪器的研究室。
这里还有一件专门存放宝贝球的储藏室，用于存放真新镇训练家无法随身携带的神奇宝贝。另外这里还有若干间藏书室、书库。
上楼以后是研究区。这里有很多机器，是研究所的心脏。包括神奇宝贝测试所用的机器，还有放满药品的桌子。机器旁边有把蓝色的椅子，面前是可以显示神奇宝贝健康程度的萤幕。大木博士的电脑也在这里，记录大木博士的研究成果，并包括有可视通讯功能。电脑旁边是宝贝球传送系统。屋里也有书柜、沙发一类，另外还有一个液体瓶，也许有特殊用途。
休息区是半开放式的複式结构，二楼有三扇巨大的落地窗，可以眺望远方。
外部
室外研究区是神奇宝贝生活的区域，根据神奇宝贝的属性及习性不同而划分成几个区域。有的时候神奇宝贝并不太适应这里，所以像是小智的妙蛙种子自愿承担起调停的工作。
特别篇漫画中
在神奇宝贝特别篇漫画中，小智为了成为最厉害的神奇宝贝大师而来到研究所。研究所是一栋1层混乱无章的小建筑，小智擅自进入研究所并不小心打开了储藏了神奇宝贝的宝贝球。
细节
大木研究所的背景音乐在心魂版中并未使用，研究所中的音乐与真新镇的音乐是相同的。在神奇宝贝装置的收音机中可以听到大木研究所的主题音乐。
