Fakültənin əsas elmi tədqiqat sahələrinə aşağıdakılar daxildir:
- Fundamental qarşılıqlı təsirlərdə yüksək enerjili zərrəciklərin spin xarakteristikalarını nəzərə alınmaqla xassə və strukturlarının tədqiqi.
- Səma cisimlərinin fizika və dinamikasının tədqiqi.
- Günəş Yer əlaqələri və kosmik hava variasiyalarının geosferə və biosistemlərə təsirinin tədqiqi.
- Bərk cisimlərin və aşağı ölçülü elektron sistemlərin termodinamik, kinetik və optik xassələrinin nəzəri tədqiqi.
- I, III və VI qrup elementləri əsasında mürəkkəb yarımkeçiricilərin binar bərk məhlullarının alınması və fiziki xassələrinin tədqiqi.
- Lazer şüalanmasının maddələrlə qarşılıqlı təsirinin tədqiqi.
- Halkogen komponentli monokristallarda və nazik təbəqələrdə baş verən elektron proseslərinin tədqiqi.
- Bioloji aktiv molekulların quruluş-funksiya əlaqələrinin tədqiqi.
- Polimerlərin sulu məhlullarının fiziki-kimyəvi xassələrinin tədqiqi.
- Atomların, molekulların və nanosistemlərin elektron quruluşunun kvantmexaniki tədqiqi.
- Nanoquruluşların sintezi və fiziki xassələrinin tədqiqi.