Основними напрямками діяльності навчально-наукової мікротронної лабораторії є:

- проведення фундаментальних наукових досліджень у галузі експериментальної ядерної фізики;

- дослідження фотоядерних реакцій;

- дослідження поділу важких ядер під дією гамма-квантів;

- дослідження радіаційної стійкості речовин та кристалів;

- дослідження радіаційного впливу різних видів опромінення на біологічні структури;

- визначення ядерно-фізичними методами хімічного складу речовини;

- радіаційна екологія і моніторинг навколишнього середовища;

- використання експериментальних методик для моделювання ядерно-фізичних процесів в теорії ядра й елементарних частинок;

- оприлюднення результатів наукових досліджень (крім випадків, які пов’язані з дотриманням умов конфіденційності) на конференціях, семінарах та у  наукових виданнях;

- кадрове, матеріально-технічне та інформаційне забезпечення навчальних занять та наукових досліджень;

- використання прискорювачів для навчального процесу;

- впровадження результатів наукових досліджень у навчальний процес.

Основними функціями навчально-наукової мікротронної лабораторії є:

- надання вченим можливості проведення досліджень на науковому обладнанні;

надання консультативних послуг щодо проведення наукових досліджень;

- виконання відповідних підготовчих робіт для проведення опромінення досліджуваних зразків із виконанням умов і норм радіаційної безпеки;

- організація та проведення лабораторних навчальних занять;

- підготовка наукових та науково-педагогічних кадрів, а також стажування студентів і наукових працівників на обладнанні лабораторії;

- залучення студентів, аспірантів та докторантів, науково-педагогічних працівників Університету до виконання науково-дослідних робіт з оплатою праці та на загальних засадах;

- виконання держбюджетних, госпдоговірних та міжнародних наукових договорів, а також робіт, які фінансуються за рахунок міжнародних наукових грантів;

- збір та узагальнення результатів наукових досліджень за напрямком діяльності лабораторії;

- організація ведення бази даних результатів наукових досліджень.