Головним завданням Інституту є здійснення фундаментальних та прикладних досліджень, направлених на одержання нових наукових знань у галузі фізики, сприяння науково-технічному, соціально-економічному і духовному розвиткові суспільства.

У 2004 році Президією НАН України затверджені такі основні наукові напрямки досліджень інституту:

• фізика конденсованого стану, включаючи фізику м’якої речовини;
• нанофізика та наноелектроніка;
• фізика лазерів, нелінійна та сингулярна оптика, голографія;
• фізика поверхні, емісійна та плазмова електроніка.