1.“理论物理”：主要研究引力理论与宇宙学、引力波物理、引力精密测量、量子场论与粒子物理。具体研究内容有：21cm宇宙学、宇宙膨胀历史和暗能量本质；黑洞热力学、霍金辐射、以及黑洞动力学稳定性等；引力的全息对偶及其在强耦合体系中的应用；引力波波源物理、空间引力波源分布、演化及相关等黑洞物理学；面向空间科学，探测引力红移、检验洛仑兹不变性、等效原理等基本物理规律，理解引力本质；量子场论与粒子物理的基本问题和新现象。

2.“凝聚态物理”： 主要研究铁电、铁磁、超导等强关联体系的物理特性、相关效应及其机制。具体内容有：极端条件下强关联电子体系的物性、奇异金属态或新物质态，以及全息量子物态等多学科交叉方向的基本问题；低维结构材料的生长机理、磁电性能及结构预测等；多铁材料性能的量子调控以及软凝聚态物理现象。

3.“统计物理与复杂系统”：主要研究非线性非平衡复杂系统的动力学特征、统计规律和数值计算及模拟。具体内容有：长程关联体系的热力学及边界效应，非平衡电子输运、非平衡相变；非均匀全息超流/超导性质及全息非平衡相变的数值模拟；电子材料的磁电动力学行为、低维体系的热输运性质；纳米/分子尺度生物界面水的微观结构性质和动力学特性及其潜在生物功能性；非线性非平衡统计力学在大气系统、生态系统中的应用等。

4.“光电材料物理”：研究半导体光电材料的微结构、制备方法实现可控制备；研究低维结构材料的量子限制效应与表面效应，以及这些效应与光电性质的关系；研究有机光电器件的界面态性质、载流子在有机光电器件中的传输机理；研究材料在半导体照明、高频介电性能和电容性能等新兴器件应用，在光电子领域与企业开展产学研技术合作。