Основними напрямками науково-дослідних робіт інституту є:
Проведення комплексу методичних і експериментальних робіт по радіаційному моніторингу агробіоценозів, включаючи радіаційний контроль продукції на забруднених територіях, і розробка рекомендацій по безпечному і раціональному веденню сільського господарства в умовах радіоактивного забруднення;
Вивчення поведінки радіонуклідів Чорнобильського викиду в навколишньому середовищі;
Створення баз даних і систем підтримки прийняття рішень у випадку ядерних аварійних ситуацій;
Побудова моделей динаміки рухливості та біологічної доступності радіонуклідів в залежності від фізико-хімічних форм випадінь і ґрунтово-кліматичних умов;
Вивчення закономірностей надходження радіонуклідів із ґрунту в рослини, розробка прогнозів можливого забруднення сільськогосподарської продукції, розробка та впровадження заходів, спрямованих на зниження забруднення продукції;
Вивчення впливу різних видів та доз добрив і меліорантів, а також їх комбінацій, засобів обробки ґрунтів і технологій застосування засобів хімізації на накопичення радіоактивних речовин в урожаї сільськогосподарських культур;
Розробка систем кормо виробництва в умовах забруднення природних кормових угідь і орних земель цезієм-137 і стронцієм-90;
Оцінка ефективності контрзаходів, які застосовуються в сільському господарстві з метою зниження надходження радіонуклідів в продукцію;
Вивчення закономірностей міграції радіонуклідів по ланцюгу “ґрунт – корми - організм тварин - продукція тваринництва”;
Ведення тваринництва на забруднених територіях;
Розробка засобів раціонального використання і переробки сільськогосподарської продукції;
Радіаційно-гігієнічна оцінка умов праці та розробка рекомендацій по безпечному веденню НДР в Зоні відчуження і проведенню сільськогосподарських робіт на забруднених територіях;
Реабілітація забруднених земель, розробка науково обґрунтованих заходів з метою повернення Зони відчуження до господарського використання.