El mejoramiento genético es el buque insignia de la investigación en el FLAR. Esta labor se lleva a cabo en estrecha colaboración con los programas internos de los miembros de cada país. Se enfatiza en la investigación y desarrollo de germoplasma con características favorables para la producción de arroz en la región tropical y templada de América Latina y El Caribe, que sea seleccionado y desarrollado en condiciones locales como material genético de alto valor y como nuevas variedades que impacten la producción, procesamiento comercialización y consumo de arroz.

Desde su creación en 1995, el FLAR tomó como base genética el germoplasma de arroz desarrollado por el CIAT, así como variedades y líneas mejoradas provenientes de los países de América Latina y El Caribe y, en menor proporción, materiales genéticos de otras regiones del mundo. Desde entonces y hasta ahora se realizan cruzamientos con progenitores caracterizados por el FLAR y, en condiciones locales, por los miembros de cada país. El germoplasma se selecciona para características de interés para el FLAR y sus miembros como son la resistencia a enfermedades, el daño mecánico causado por sogata (Tagosodes orizicolus), la calidad de grano, la tolerancia al frío, características asociadas al rendimiento de granos, entre otras. Las mejores familias o líneas seleccionadas por los investigadores del FLAR se envían a los países miembros para continuar su proceso de evaluación y selección. Los miembros del FLAR son los responsables por el desarrollo de las variedades y la liberación de las semillas a los agricultores.

La caracterización y conservación de las mejores líneas de arroz que son útiles para el proceso de mejoramiento, es uno de los principales servicios que el FLAR presta a sus asociados. Al Banco ingresan todos aquellos genotipos que los fitomejoradores detectan con características deseables para usar como progenitores en los nuevos cruzamientos. Cada entrada, o muestra de semilla que ingresa, debe tener el 10% de humedad y estar libre de impurezas. La muestra se identifica mediante una etiqueta donde aparece el código de entrada que expone el pedigrí, el origen y la fuente.

Paralelamente se desarrolla una base de datos con todas las características de la línea: reacción a las diferentes enfermedades fungosas, calidad de grano, días a floración, reacción al virus de Hoja Blanca, al insecto Sogata y a existencia de semilla, entre otros.

Es un espacio de investigación que está a disposición del país miembro que desee realizar las evaluaciones a sus materiales, corroborar los datos de sus semillas y así evitar que, tras el lanzamiento de nuevas variedades, éstas presenten problemas de molinería que pudieron ser evitados con las debidas pruebas y análisis. En este laboratorio se realizan las pruebas a las líneas avanzadas, con el propósito de seleccionar aquellos materiales que presenten buen comportamiento de molino, tanto en cosecha oportuna como en retraso.

La cámara de refrigeración se utiliza para la evaluación de germoplasma para tolerancia a bajas temperaturas en condiciones controladas, en fase de germinación, plántula y floración. La capacidad anual de evaluación en condiciones controladas es de 3.000 genotipos en etapa de germinación, 6.000 en plántula y 900 en estado reproductivo.

El Laboratorio de Calidad del FLAR es una gran herramienta para los mejoradores en la búsqueda de materiales con excelente calidad de grano. El objetivo principal de los análisis realizados es servir de apoyo a los mejoradores mediante la evaluación del material genético empleando muy poca cantidad de semilla.

Los análisis realizados en el laboratorio de calidad del FLAR son:

El centro blanco es una mancha opaca que se observa en el grano y que afecta no sólo su apariencia física sino que contribuye al quebrado del mismo durante el proceso de molinería.

Los análisis de calidad asociados a la  apariencia de grano y a su rendimiento en el molino utilizan el analizador estadístico de arroz Susuki S21®, que es un equipo que permite evaluar la calidad molinera de una muestra de arroz pulido a través de la captura de imágenes de los granos, mediante una cámara digital de alta velocidad.

El equipo cuantifica los niveles de granos enteros y defectuosos (yeso y panza blanca), a partir de la medición de las dimensiones y el área yesada de cada grano.

Es la medida en milímetros de un número promedio de granos que se hace utilizando una escala graduada tomando cinco granos de muestra al azar.

Las normas de aceptación de tamaño, forma y apariencia de grano varían para cada país. Los granos largos y extralargos son los preferidos por los consumidores de América Latina.

La amilosa es el componente de almidón del arroz, responsable de su textura después de la cocción. Su relación en porcentaje nos da información de la forma como cocinará una muestra y su aceptación en mercados determinados.

Las variedades con contenido bajo de amilosa, es decir, arroces de consistencia pegajosa, son preferidos en la mayoría de los países asiáticos; en Norte América se prefiere amilosa Intermedia, arroces sueltos y de textura suave, y en la mayor parte de América Latina, amilosa alta, arroces sueltos y firmes. Desde 1998, se utiliza el método de Espectroscopia de Infrarrojo Cercano (NIRs, por su sigla en inglés), con el equipo NIRs Systems 6500 spectrophotometer.

Es la valoración de calidad mediante el uso de los sentidos. Este tipo de características, basados en la percepción subjetiva del consumidor sobre aspectos físicos de las características sensoriales, tales como el color, el sabor, la textura, la consistencia, el olor, entre otros, se realiza como servicio a los miembros del FLAR que están en proceso de liberación de variedades de origen FL, así como para proyectos especiales en los que el FLAR participa.