Наш институт является одним из широко известных научных центров в мире, изучающих динамику элементарных химических процессов в различных системах и агрегатных состояниях вещества. Основными направлениями научной деятельности Института являются: кинетика и механизм химических реакций; теория и динамика элементарных процессов; катализ химических реакций; супрамолекулярные и самоорганизующиеся системы; фемтохимия; сканирующая туннельная спектроскопия; новые материалы и наноматериалы с заданными свойствами и функциями; фундаментальные основы процессов полимеризации; структура и свойства полимеров и композиционных материалов; физика и химия горения, ударные волны и детонация; физика и химия твердого тела; теоретические основы и практическая разработка химико-технологических процессов и аппаратуры. На начальном этапе центральным направлением Института была разработка основ теории цепных реакций и ее приложение к процессам горения и взрыва, а позже к цепным реакциям деления ядер. Цепные реакции составляют основу химии полимеров, и последнее направление также включается в спектр научных интересов Института. Развиваются исследования кинетики и механизма гетерогенных химических реакций и катализа, жидкофазных реакций окисления, кинетики химических реакций в биологических системах.