В настоящее время РФЯЦ-ВНИИТФ является крупнейшей научной организацией и по созданию ядерного оружия и по проведению фундаментальных и прикладных исследований в таких областях, как:

• свойства веществ в широком диапазоне изменения давления и температуры;
• равновесные и неравновесные фазовые переходы;
• кинетика взрывчатых превращений;
• термоядерные реакции;
• физика плазмы;
• турбулентное перемешивание;
• модели прочности и разрушения среды;
• газодинамические течения с учетом упруго-пластики;
• физика лазеров;
• инерциальный термоядерный синтез;
• физика взаимодействия лазерного излучения с веществом;
• астрофизика (процессы в звездах, взрывы сверхновых);
• компьютерное математическое моделирование.

Cтруктура института создает благоприятные условия для теоретических исследований, разработки физических моделей сложных явлений и процессов. Уникальные результаты были получены учеными РФЯЦ - ВНИИТФ в области фундаментальных исследований, в частности, с использованием процессов ядерного взрыва. Были получены экспериментальные данные по термоядерной детонации цилиндрических систем, по условиям термоядерного воспламенения в предельных сферических системах, исследована ударная сжимаемость ряда веществ в гигабарном диапазоне давлений (на два-три порядка выше значений, достигнутых в лабораторных взрывных экспериментах) и выявлено влияние оболочечной электронной структуры атомов на термодинамические свойства веществ, на их оптическую прозрачность при высоких температурах, получены уникальные данные по турбулентному перемешиванию веществ в динамических процессах. Эти результаты входят в фундамент современной физики высоких плотностей энергии.

Важнейшие результаты были также получены в области:

• исследования инерциального термоядерного синтеза;
• воздействия мощных лазерных пучков на вещество;
• лабораторных рентгеновских лазеров;
• высокоскоростных столкновений тел;
• описания высокоинтенсивных электромагнитных процессов и др.

Особое место в работах института занимают исследования кумулятивных явлений типа имплозии, схождения ударных волн и оболочек, при которых происходит существенное повышение плотности внутренней и/или кинетической энергии. Крупный вклад в изучение кумулятивных явлений сделан академиком Е.И. Забабахиным. В настоящее время такие процессы находят все более широкое применение, например, при инерциальном термоядерном синтезе, исследованиях свойств веществ в экстремальных состояниях, при использовании кумулятивных струй в технике. Расширяются знания о катастрофических явлениях в природе: образовании снежных лавин, выходе волн цунами на берег, рождении звезд, взрывах сверхновых и др.