Ուսումնական պրոցեսին զուգընթաց ամբիոնում և ամբիոնին կից երկու լաբորատորիաներում` «Տեսական ֆիզիկայի ամբիոնի բազային գիտահետազոտական լաբորատորիա» և «Թաղանթների ձևագոյացման տեսական հետազոտությունների գիտահետազոտական լաբորատորիա», տարվում են մեծ ծավալի գիտահետազոտական աշխատանքներ: Գիտական հետազոտությունների հիմնական ուղղություններն են. Գրավիտացիայի ռելատիվիստական տեսություններ և դրանց աստղաֆիզիկական ու կոսմոլոգիական կիրառությունները (Է.Վ. Չուբարյան, Ռ.Մ. Ավագյան, Ա.Ա. Սահարյան, Գ.Հ. Հարությունյան, Ա.Վ. Հովսեփյան, Լ.Շ. Գրիգորյան), Գերխիտ աստղերի ֆիզիկա (Է.Վ. Չուբարյան, Ռ.Մ. Ավագյան, Գ.Հ. Հարությունյան, Լ.Շ. Գրիգորյան, Կ.Մ. Շահաբասյան), Ճառագայթման պրոցեսների ֆիզիկա, պլազմայի ֆիզիկա (ՀՀ ԳԱԱ ՖԿՊԻ հետ համատեղ) (Բ.Վ. Խաչատրան, Ռ.Գ. Պետրոսյան, Ա.Ս. Քոթանջյան, Ա.Ա. Սահարյան), Լազերային ֆիզիկա և քվանտային տեխնոլոգիաներ (Գ.Յ. Կրյուչկյան), Ռեակտորների ֆիզիկա (Ա.Վ. Հովսեփյան), Քվարկային նյութի գերհաղորդականություն (Կ.Մ. Շահաբասյան), Վակուումային քվանտային երևույթներ արտաքին դաշտերի (գրավիտացիոն, էլեկտրամագնիսական) առկայությամբ և դրանց կիրառությունները կոսմոլոգիայում (Ա.Ս. Քոթանջյան, Ա.Ա. Սահարյան), Քվանտային և դասական մեխանիկայի ինտեգրվող համակարգեր, ինտեգրվող սպինային համակարգեր: Երկչափ դաշտերի և լարերի տեսություններ (Ա.Պ. Ներսեսյան, Տ.Ս. Հակոբյան, Վ.Ռ. Օհանյան, Գ.Ա. Սարգսյան), Ժամանակակից մեթոդներով բազմաբյուրեղային թաղանթների ձևագոյացման պրոցեսների տեսական հետազոտությունների իրականացում, գործնական տեխնոլոգիական պրոցեսների կառավարման մեթոդների մշակում (Է.Ա. Նազարյան, Ա.Վ. Հովսեփյան), Բարձր էներգիայի էլեկտրամագնիսական պրոցեսները բյուրեղային միջավայրերում (արգելակային ճառագայթում, էլեկտրոն-պոզիտրոնային զույգերի ծնում) արտաքին ազդակների առկայությամբ (ՀՀ ԳԱԱ ՖԿՊԻ հետ համատեղ) (Լ.Շ. Գրիգորյան, Ա.Ա. Սահարյան, Ա.Ս. Քոթանջյան, Բ.Վ. Խաչատրյան),