一、 新能源材料化学研究
主要开展新能源材料与化学电源的基础和应用基础研究，包括锂离子电池、锂硫电池、锂空气电池、新体系二次电池及其关键材料。重点探索新材料、开发新技术、创建新体系，发挥新材料与电化学相结合的优势，体现“材料物理与化学”学科发展的新增长点。
二、新催化材料科学研究
主要致力于重要催化过程中新型催化材料的基础科学与应用研究，包括能源催化、环境催化、新型分子筛、新型多孔材料、固体废弃物综合利用和催化技术等研究。研究所植根于催化材料科学基础，发展有特色、重应用的科学研究与技术开发，并培养新催化材料领域的高端人才。
三、稀土与无机功能材料研究
主要致力于稀土基能源材料、稀土基功能配合物、稀土基功能器件以及稀土基生物医用材料等方向的研究。研究紧密围绕国家重大战略需求和世界科学发展前沿，着力拓展稀土和无机功能材料的新性质和新应用，为我国稀土战略资源的开发利用和稀土及无机高新技术产业的可持续发展提供科学与技术支撑和人才储备。
四、碳纳米科技及高分子复合材料研究
主要开展碳纳米管、石墨烯的宏量制备及其在超级电容器领域的应用；有机光伏材料及其在太阳能领域的研究；新型纳米材料、高分子复合材料的研究与应用。
五、光电磁材料研究
功能无机材料是指由无机物单独或混合其他物质制成的功能材料。主要开展新型功能无机材料的构筑、构效关系与性能优化研究，探索其面向重大应用的基础性和应用基础的关键科学问题。研究方向包括金属有机框架材料、分子基材料及物质存储等。
六、光子学电子学材料研究
以新型光子学和电子学材料和器件为研究导向，依托以原子层为单位的先进数字化材料合成和器件制造技术，重点研究先进硅光子学材料、微电子与物理储能材料、自旋电子学材料、光电转换材料，构建新型光电子器件与测控平台。
