Keemilise Füüsika Laboratooriumi teaduslik tegevus ulatub fundamentaaluuringutest kuni rakendusteni. Põhirõhk on suunatud moodsate füüsikaliste meetodite rakendamisele keemias ja biokeemias:

Funktsionaalsete materjalide spektroskoopia

Keemiline energiatehnoloogia

Põlevkivi töötlemise tahkete jäätmete keskkonnasõbraliku kasutamise strateegia

Tuumamagnetresonantsi meetodi uued arendused ja rakendused 

KBFI keemilise füüsika laboratooriumi kuue uurimisgrupi ja ühe bioloogiasuunalise uurimisgrupi baasil moodustati Haridusministri 13.12.2001 käskkirjaga nr 855 Analüütilise Spektromeetria Tippkeskus, vaata pikemat  tegevuse aruannet aastast 2004.

Lisaks osutab Keemilise Füüsika Laboratoorium võrdlusanalüüside teenuseid, teeb keskkonna monitooringut ning teeb keemilisi üldanalüüse. Laboratoorium osaleb koostöös ülikoolide ja teiste akadeemiliste asutustega aktiivselt kõigi tasandite õppetöös