הפעילות המחקרית במכון לפיזיקה נפרשת על מגוון רחב של תחומים, כאשר לכל חבר סגל קבוצת מחקר עצמאית המוקדשת לנושא נרחב.
פעילויות המחקר במכון הינן בחזית המדע והטכנולוגיה, ויוצרות פרדיגמות חדשות בהתקנים ומערכות, עזרי מדידה וחישה, וטכניקות המאפשרות לבחון תופעות בדיוק, נכונות, רגישות, ומהימנות.
פעילויות המחקר נשענות על יסודות פיזיקליים ומנצלים את יכולתנו לשלוט ולמדוד תהליכים בסקלה ננומטרית ופרקי זמן אולטרה-קצרים, בהם תופעות קוונטיות לעתים שולטות.
לפרטים נוספים על פעילויות המחקר המקודמות על ידי חברי סגל המכון, הקלק על 'קבוצות מחקר', או על 'מרכזי מחקר' המוקדשים לתחומים ויכולות מדעיות.