Разрабатываемые в ИПФ мощные генераторы миллиметрового диапазона — гиротроны — и полученные с их использованием результаты по взаимодействию мощного электромагнитного излучения с плазмой и веществом широко используются в установках управляемого термоядерного синтеза, позволяют развивать новые технологии в физике СВЧ-разряда, плазмохимии и обработке материалов. Работы по повышению мощности источников СВЧ-излучения послужили основой нового научного направления — микроволновой релятивистской электроники. Пионерские исследования в области нелинейной акустики привели к разработке новых высокочувствительных методов неразрушающего контроля и дефектоскопии, низкочастотной акустики океана и созданию комплексов для дистанционного исследования процессов, происходящих в океане, и неоднородностей в океанических волноводах. Достижения в нелинейной и адаптивной оптике послужили основой для создания мощных лазерных систем различного назначения, в том числе фемтосекундных лазерных комплексов петаваттного и тераваттного уровня мощности.
Многие современные радиофизичнщкие направления, активно развиваемые в ИПФ, связаны с задачами дистанционной диагностики и томографии различных объектов, среди которых — природные среды (астрофизическая и геофизическая плазма, гидросфера и атмосфера Земли, земные породы), биологические ткани, искусственные материалы и технические сооружения. При решении этого класса обратных задач успешно сочетаются линейные и нелинейные подходы, общий взгляд на проблему в целом и конкретные технические разработки.
В институте создано свое опытное производство, оснащенное современным оборудованием. Основной задачей опытного производства является своевременное и качественное изготовление заказов научных отделений. Институт имеет мощную экспериментальную базу и набор современных диагностических средств.
Порученные ИПФ РАН научные исследования сосредоточены в трех научных отделениях: