In cadrul Planului National de Cercetare-Dezvoltare si Inovare, institutul national desfasoara activitati de cercetare fundamentala de baza si orientata in scopul cresterii cunoasterii privind:
— procese criogenice, echipamente si tehnologii specifice, standuri experimentale;
— procese de separare a gazelor, tehnologii de purificare si recuperare inaintata;
— aparatura, metode si echipamente pentru controlul proceselor de separare izotopica si de realizare a temperaturilor criogenice;
— tehnici, metode de comanda si control a instalatiilor complexe cu grad de risc sporit;
— stiintele vietii si biotehnologie pentru sanatate
— tehnologii si produse noi privind procesele de schimb izotopic catalizat si de distilare criogenica a izotopilor hidrogenului;
— tehnici si metode de separare a izotopilor radioactivi (tritiu, C14,etc.);
— tehnologii de obtinere a materialelor carbonice pentru cataliza, separare, filtrare sau adsorbtie selectiva;
— tehnologii de producere si stocare a hidrogenului de inalta puritate, precum si realizarea si dezvoltarea pilelor de combustie utilizand hidrogenul;
— tehnologii de stocare a izotopilor radioactivi.

Activitati de cercetare stiintifica si dezvoltare tehnologica, desfasurate in cadrul Planului National Nuclear care vizeaza:
— tehnologii pentru producerea, separarea si reconcentrarea apei grele, aparatura de analiza, asistenta tehnica si expertizare, monitorizare si analize de mediu;
— cercetarea echilibrelor si proceselor de separare a izotopilor hidrogenului (tritiu, deuteriu), inclusiv la nivel de instalatii pilot industrial cu aplicatii la Centrala Nucleara tip CANDU;
— tehnici si metode de separare a izotopilor radioactivi (tritiu, C14 etc.);
— tehnologii de stocare a izotopilor radioactivi;
— managementul tritiului intr-o instalatie de detritiere a apei grele si impactul asupra ciclului hidrologic;
— dezvoltarea sistemelor de securitate a echipamentelor de comanda si protectie a instalatiilor de detritiere a apei grele;
— servicii de inginerie, solutii tehnologice, expertize si asistenta tehnica pentru sistemele de reconcentrare si detritiere apa grea;
— studii de prefezabilitate, fezabilitate, documentatii de executie, executie, punere in functiune in domeniul detritierii apei grele, a reconcentrarii apei grele din reactoarele CANDU;
— studii de dezafectare instalatii de producere materiale nucleare (apa grea, tritiu etc.).

Pentru realizarea Programului Nucleu si a Planului sectorial
1. Coordonarea si realizarea Programului Nucleu al INC-DTCI ICSI Rm. Valcea, constand in:
— fizica si tehnologia izotopilor;
— procese si fenomene fizice la temperaturi joase;
— cercetari teoretice si experimentale privind managementul tritiului si tehnologii de separare;
— tehnologii de separare avansata a gazelor pentru aplicatii criogenice.
Cercetarile in cadrul Programului Nucleu vizeaza:
— permeabilitatea izotopilor hidrogenului prin membrane metalice;
— separarea izotopica a oxigenului prin distilare criogenica;
— caracterizarea materialelor in domeniul 4K-20K;
— tehnici de scintilatie lichida a izotopilor Tritiu si Carbon 14;
— difuzia moleculara a gazelor prin membrane compozite carbonice;
— sistemele de obtinere si purificare a izotopilor hidrogenului prin electroliza si permeatie.
2. Realizarea Planului Sectorial prin:
— activitati contractuale pentru dezvoltarea strategiei referitoare la platformele integrate de cercetare pentru domeniul energetic;
— cercetari fundamentale si aplicative, elaborarea de strategii si studii de diagnoza privind dezvoltarea domeniilor specifice institutului national.

In cadrul programelor internationale de cercetare-dezvoltare si inovare:
— participarea la proiecte din PC 6, AIEA, IUCN - Dubna, precum si la proiecte dezvoltate in cadrul acordurilor bilaterale si interacademice;
—  participarea la programele europene EFDA-JET si EURATOM referitoare la utilizarea energiei nucleare in scopuri pasnice, proiecte ce dezvolta tehnologii noi pentru separarea deuteriului si tritiului precum si baze de date asupra materialelor si echipamentelor care vor intra in componenta reactoarelor de fuziune nucleara.