Zgodnie ze Statutem przedmiotem działania Instytutu jest prowadzenie badań naukowych w zakresie nauk rolniczych, fizycznych, chemicznych i biologicznych.

Działalność Instytutu skupia się na prowadzeniu badań poznawczych i aplikacyjnych oraz kształceniu kadr naukowych w zakresie zastosowań fizyki do rozwiązywania problemów kształtowania i ochrony środowiska przyrodniczego, zrównoważonego rolnictwa oraz przetwórstwa rolno-spożywczego.

Aktualne badania naukowe obejmują cztery obszary:

FIZYKA I BIOLOGIA ŚRODOWISKA

• Właściwości fizyczne, chemiczne i fizyko-chemiczne gleby oraz roślin i ich związek z przebiegiem procesów transportu masy i energii w systemie gleba-roślina-atmo-sfera
• Bazy danych i systemy regulacji zjawisk powierzchniowych oraz hydro- i termofizycznych właściwości  gleby
• Zjawiska i procesy warunkujące fizyczną  jakość gleby
• Związki pomiędzy fizycznymi i biologicznymi właściwościami gleby a stanem jej natlenienia
• Emisja gazów cieplarnianych z gleby do atmosfery
• Jakość  środowiska

FIZYKA MATERIAŁÓW ROŚLINNYCH

• Właściwości fizyczne roślin i płodów rolnych
• Procesy fizyczne istotne dla zbioru, transportu, przechowywania i przetwarzania surowców pochodzenia roślinnego
• Mikrostruktura materiałów roślinnych
• Fizyczne metody identyfikacji uszkodzeń płodów rolnych oraz oceny jakości surowców i produktów rolniczych
• Usprawnienia technologii polepszających jakość surowców i produktów żywnościowych oraz pasz

METROLOGIA AGROFIZYCZNA

• Opracowywanie i doskonalenie fizycznych metod i urządzeń do pomiaru, monitoringu i analizy czasowo-przestrzennej zmienności fizycznych parametrów środowiska glebowego i materiałów rolniczych poddawanych procesom agrotechnicznym i technologicznym
• Standaryzacja metod pomiarowych

MONITORING, MODELOWANIE I SYMULACJE KOMPUTEROWE

• Opracowania metodyczne i aparaturowe w zakresie monitoringu procesów fizycznych i fizykochemicznych zachodzących w środowisku podczas wzrostu i rozwoju roślin
• Modele prognostyczne związane z rolniczym wykorzystaniem środowiska oraz optymalizacją procesów technologicznych pod kątem wytwarzania  bezpiecznej  żywności
• Symulacje komputerowe procesów fizycznych i fizykochemicznych - w środowisku przyrodniczym i obróbce płodów rolnych

Instytut prowadzi czteroletnie studia doktoranckie przygotowujące absolwentów nauk przyrodniczych do uzyskania stopnia doktora nauk rolniczych w zakresie agronomii-agrofizyki poprzez prowadzenie badań i udział w programowych zajęciach. Część zajęć objęta jest wspólnym programem Środowiskowych Studiów Doktoranckich prowadzonych wspólnie z Uniwersytetem Przyrodniczym w Lublinie.