ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН проводит фундаментальные, поисковые и прикладные научные исследования по следующим направлениям:
- кристаллография, физика конденсированного состояния, физическое материаловедение, оптика и лазерная физика, фотоника, фотохимия, информационные технологии;
- новые кристаллические и функциональные материалы; — физика и технология наноматериалов и наноструктур;
- аддитивные технологии и оборудование; структура и функции биомолекул и надмолекулярных комплексов;
- биофотоника, оптико-информационные методы исследования биообъектов разного уровня иерархии и биосферы;
- методы структурной диагностики с использованием рентгеновского и синхротронного излучения, электронов, нейтронов и атомно-силовой микроскопии;
- физические и физико-химические методы исследования конденсированных сред;
- космическое материаловедение (изучение свойств конденсированных сред, включая биоорганические, и синтез материалов в условиях микрогравитации);
- изделия и технологии медицинского назначения, интеллектуальные системы для медицины;
- лазерно-информационные системы и технологии;
- информатика, системный анализ, управление и обработка информации;
- компьютерная оптика, нанофотоника, оптические информационные технологии и системы, системы адаптивного интеллектуального зрения;
- опто-, радио- и акустоэлектроника, оптическая и СВЧ-связь, лазеры и лазерные технологии;
- элементная база и материалы для микроэлектроники, наноэлектроники, квантовых компьютеров и оптических информационных сетей, нано- и микросистемная техника;
- нанотехнологии, нанобиотехнологии, наносистемы, наноматериалы, нанодиагностика, наноэлектроника и нанофотоника;
- физика: оптика, термодинамика, электричество и магнетизм, механика твердых тел, гидромеханика, конструкции и детали измерительных приборов, теория измерений и методы измерения, медицинская физика;
- химия: неорганическая химия, органическая химия, физическая химия, супрамолекулярная химия, фотохимия, химическая физика, химия высокомолекулярных соединений, биоорганическая химия, бионеорганическая химия, медицинская химия, химия твердого тела;
- биология: биохимия, молекулярная биология, биофизика, специальные методы и техника для изучения биологических молекул;
- математика: математическая физика, техника прямого счета и вычислений, программы и приспособления в математике для вычислений и счета; системы анализа изображений и распознавания образов; предсказательное математическое (в том числе многомасштабное) моделирование;
- химическая технология: химические и технологические процессы и установки, физические и физико-химические процессы и оборудование, химические и биохимические реакции; фармакология: фармацевтическая химия, биофармация;
- охрана окружающей среды: теория и методы исследования загрязнения окружающей среды, методы контроля состояния окружающей среды, экологическая экспертиза.