Vår grundläggande forskning rör främst utveckling av detektorsystem och studier av nya, supertunga grundämnen. Den bedrivs vid internationella forskningsanläggningar, som Europeiska organisationen för kärnforskning, CERN och Facility for Antiproton and Ion Research, FAIR)

Vår forskning inom tillämpad kärnfysik utnyttjar känsliga analysmetoder för element- och isotopmätningar, och bedrivs vid partikelacceleratorn, där jonstrålebaserade analysmetoder, bland annat PIXE (particle-induced x-ray emission) används för tvärvetenskaplig forskning. Vid ESS utvecklas detekteringen av neutroner, neutronkällan och beredskap för radioaktiv strålning. 

Forskningen kring luftburna partiklar härstammar från PIXE-tekniken. Tillsammans med nya aerosolteknologi- och satellitmätningar internationellt och vid vår nationella infrastrukturstation Hyltemossa, formar det en av grundbultarna för forskningen kring partiklarnas hälsoeffekter vid inandning i lungorna och deras klimateffekter. Kärnfysik utvecklar några av världens mest avancerade regionala och globala partikelklimatmodeller.