Istraživački program Zavoda za fiziku materijala fokusiran je na sljedeće teme:

• istraživanje temeljnih karakteristika defekata, njihovih međusobnih interakcija, kao i njihovog utjecaja na odnos između mikroskopskih i makroskopskih svojstava materijala u jednostavnim (Si, Ge), binarnim (GaAs, GaN, CdS, i sl.) i višekomponentnim poluvodičima i komplementarnim oksidima te istraživanje nanofaznih i staklastih materijala;
• istraživanje amorfnih tankih filmova proizvedenih ravnotežnim i/ili termodinamički neravnotežnim procesima, i to posebice Al-W i WC,
  a-Si i a-Si1-xCx:H filmova; istraživanje procesa u plazmi dobivenoj za vrijeme laserske ablacije metalnih i nemetalnih materijala;
• temeljna istraživanja na polju molekulske fizike i fizike kondenzirane materije sa specijalnim naglaskom na vibracijsku spektroskopiju; sustavi koji se istražuju variraju u porijeklu i sastavu, i to od metala, poluvodiča i keramike na jednoj strani, do molekulskih kristala i bioloških uzoraka na drugoj.

Dugoročno planirani istraživački rad:

Glavni dugoročni cilj istraživanja jest kontrolirano ovladati i upravljati makroskopskim svojstvima čitavog niza tehnološki zanimljivih materijala putem kontrole svojstava, nepravilnosti i dimenzija na mikroskopskoj skali. Da bi se to postiglo, neophodno je ovladati temeljnim znanjima o bitnim učincima i procesima na atomskoj skali. U procesima rasta i modifikacije materijala naglasak je na neravnotežnim procesima, koji pružaju mnoge mogućnosti i slobode kontroliranom stvaranju i/ili mijenjanju svojstava materijala, jer nisu ograničeni zakonima termodinamike.

To uključuje:

• rad na razvoju i primjeni novih tehnika karakterizacije za široki spektar svojstava materijala (kao npr.: električka, optička, magnetska, nuklearna i sl.), kontinuirani rad na podizanju ekspertize za specifične primjene kako članova Zavoda tako i vanjskih suradnika i potencijanih korisnika.
• istraživanja netermodinamičkih procesa prikladnih za modifikaciju materijala.

Rezultati opisanih temeljnih, kao i primijenjenih, istraživanja mogu pronaći izravnu primjenu u:

• elektroničkoj industriji,
• strojo- i brodogradnji,
• energetici (alternativni izvori: solarne ćelije),
• ekologiji (sigurno odlaganje radioaktivnog otpada, "čista" energija),
• medicini i
• istraživanjima i razvoju za potrebe obrane.

Istraživači i suradnici Zavoda za fiziku materijala uključeni su u održavanje nastave na dodiplomskoj i poslijediplomskoj razini na različitim sveučilištima u Hrvatskoj i u inozemstvu. U Zavodu su, u sklopu naših istraživačkih projekata, izrađene brojne doktorske disertacije, kao i magistarski i diplomski radovi.