El principal interés científico de Bernal fue al comienzo la estructura atómica de los cristales, metales y minerales, luego la de las hormonas y esteroles, y de algunos aminoácidos, componentes básicos de las proteínas.
Bernal s'intéressa d'abord à la structure atomique des cristaux, des métaux et des minéraux, puis des hormones et des stérols, et de certains acides aminés, les composantes des protéines.