Основное научное направление  лаборатории - исследование строения биополимеров, а также различных органических соединений, изучение механизмов химических реакций с участием радикалов, ион-радикалов, карбокатионов, методами магнитного резонанса, рентгеновской спектроскопии, ЯМР, ЭПР и ЭПР-томографии, ИК спектроскопии.  Проводится  комплексное исследование наноматериалов и биополимеров методами многочастотного ЭПР (стационарного, импульсного, время-разрешенного), ИК спектроскопии, и новых (разрабатываемых в проекте) комбинированных методик. Основным направлением исследований является применение ЭПР спектроскопии для решения биологически-важных задач, в т.ч. получения информации о структуре комплексов человеческих рибосомных комплексов, белков и нуклеиновых кислот в жидкостях на нанометровой шкале методом спиновых зондов с использованием тритильных и нитроксильных радикалов, синтезируемых в НИОХ СО РАН.   Кроме того, объекты исследования включают новые функциональные наноструктурированные материалы – молекулярные магнетики (в т.ч. термо/свето-переключаемые) и пористые  металлорганические полимеры различных типов – перспективные для приложений в спинтронике и нанотехнологиях, а также вновь синтезированные органические соединения