Институт является одним из ведущих центров в области физической электроники, ионно-плазменных технологий, лазерной физики и технологий, оптики, в том числе нелинейной, спектроскопии, молекулярной физики, известный мировой общественности своей научной школой в области исследования взаимодействия корпускулярных потоков, плазмы и лазерного излучения с поверхностью твердого тела и нелинейно-оптических явлений, а также применения заряженных частиц и мощного лазерного излучения для направленного изменения и контроля свойств материалов.

Деятельность Института направлена на решение научных и технических аспектов развития ионно-плазменных, лазерных и других технологий в республике, подготовку научных кадров высокой квалификации.

Институт ведет работы по следующим научным направлениям:

• адсорбционные и эмиссионные явления, электронные и ионные процессы на поверхности;
• взаимодействие лазерного излучения с веществом и нелинейно-оптические процессы;
• физика низкотемпературной плазмы;
• молекулярная физика, физика неоднородных сред, наноструктур и биомолекул.

На основе результатов фундаментальных исследований проводятся прикладные исследования по следующим направлениям:

• развитие ионно-пучковых плазменных, лазерных и других технологий обработки и получения новых материалов, в том числе наноматериалов;
• развитие новых методов получения поликристаллических, монокристаллических, аморфных и пористых материалов и модификации их свойств;
• развитие новых ионных, плазменных и лазерных методов и устройств;
• разработка новых материалов, технологий и устройств для промышленности, сельского хозяйства, медицины, экологии.

На основе разработок Института самостоятельно или совместно со Специальным конструкторско-технологическим бюро (СКТБ ИИПиЛТ АН РУз) проводятся инновационные работы в области:

• разработки и внедрения ионно-пучковых, плазменных и лазерных технологий обработки и создания новых материалов, а также наноматериалов;
• разработки и внедрения технологии получения поликристаллических, монокристаллических, аморфных и пористых материалов для солнечной энергетики;
• разработки и мелкосерийного производства научного, аналитического и контрольно-измерительного оборудования и приборов;
• разработки нового поколения высокоэффективных лечебно-диагностических медицинских приборов и оборудования.
• внедрения новых технологий и устройств различного применения (промышленность, связь, медицина, экология, сельское хозяйство).

Основными задачами Института является:

выполнение фундаментальных и прикладных исследований и инновационных разработок по приоритетным направлениям науки и техники республики в соответствии с профилем научной деятельности, в том числе:

• взаимодействие атомных частиц (молекул, атомов, ионов, электронов) и плазмы с твердым телом;
• эффективная генерация высокоинтенсивного лазерного излучения;
• взаимодействие лазерного излучения с веществом, в том числе с наноструктурированными средами;
• нелинейно-оптические процессы и спектроскопия;
• адсорбция атомов и молекул, химическая трансформация молекул на поверхности, кинетика гетерогенных реакций, десорбция частиц, включая поверхностную ионизацию;
• рассеяние и имплантация частиц;
• распыление твердого тела, включая кластерное, ионно-ионная, ионно-электронная и ионно-фотонная эмиссии;
• фазовые превращения, критические явления, процессы самоорганизации и устойчивости надмолекулярных структур и разработка методов регистрации таких процессов;
• процессы релаксации ионной проводимости в суперионных проводниках и наноструктурированных материалах и их фазовые особенности;
• взаимодействие лазерного излучения и акустического поля с биологическими объектами.
• новые полупроводниковые материалы для преобразования солнечной и тепловой энергии и создания широкополосных светоизлучающих диодов.
• разработка технологии, установок и устройств для обработки, очистки металлических изделий, нанесения покрытия и получения новых материалов вакуумно-дуговыми методами;
• разработка новых методов легирования высокотемпературных полупроводников;
• разработка лазерных технологий модификации, упрочнения и повышения износо- и коррозийной стойкости деталей машин и инструмента;
• разработка лазерных технологий обработки и создания материалов, в том числе наноматериалов;
• разработка энерго- и ресурсосберегающих технологий получения полупроводникового кремния для солнечной энергетики и электроники;
• разработка поверхностно-ионизационных методов и приборов для обнаружения и анализа следовых количеств веществ в различных средах;
• разработка методов контроля процессов энергопреобразования и воздействие внешних стрессов при фотосинтезе.
• участие в определении приоритетов в области фундаментальных и прикладных исследований, выявление принципиально новых возможностей научно-технического прогресса;
• подготовки высококвалифицированных научных кадров и совершенствование форм организации научных исследований;
• проведения научных исследований и создания современных технологий совместно с зарубежными научными учреждениями;
• проведения и участия в экспертизе научно-технических, производственных и социально-экономических проектов;
• оказание информационных, консалтинговых, маркетинговых и издательских услуг, проведение патентных исследований по темам заказчика.