გამოყენებითი ფიზიკის ინსტიტუტის კვლევის სფეროებია:

• დაბალგანზომილებიანი სისტემების, ნანოსტრუქტურების და ატომური კლასტერების  სტრუქტურული და ელექტრონული თვისებები;

• თვითორგანიზაცია, ზღვრული ციკლები და ქაოსი განზოგადებულ ლორენცის ტიპის სისტემებში.

• ინტენსიური ლაზერული გამოსხივების ურთიერთქმედება პლაზმასთან;  ულტრაინტენსიური ულტრამოკლე ლაზერული იმპულსების რელატივისტური ოპტიკა      პლაზმაში;

• კომპლექსური არაწრფივი დინამიკური სისტემების მოდელირების რიცხვითი მეთოდები.