Branduolinės geofizikos ir radioekologijos laboratorijos moksliniai interesai siejasi su dviem tyrimų kryptimis: 1) ryškių praeities ir dabarties aplinkos pokyčių vertinimu; 2) branduolinių objektų aplinkos radioaktyvumo ir radioekologijos klausimų nagrinėjimu.
Pirmosios krypties tyrimuose laboratorijos mokslininkai naudoja ir tobulina patikimus ir tikslius branduolinės chronologijos ir stabilių izotopų analizės metodus, kurie pasaulyje yra plačiai taikomi aplinkos „archyvų“ tyrimuose. Kaupiami duomenys leidžia atlikti įvairių ekologinių procesų dinamikos (apykaitos greičių) kiekybinį vertinimą ir atsekti medžiagų šaltinių kilmę. Priklausomai nuo aplinkos archyvo, laiko intervalo ir tyrimų uždavinių, nuosekliai naudojamas įvairių datavimo metodų derinys – dendrochronologija, iškritų radionuklidai, įskaitant Pb-210 datavimą, kuris papildomas Cs-137 ir Am-241 chronožymenimis, ir radioaktyviosios anglies (C-14) datavimas, papildant stabiliųjų anglies izotopų (C-13/C-12) duomenimis.
Antrosios krypties tyrimuose tyrėjai analizuoja dirbtinių ir gamtinių radionuklidų pasiskirstymą ir pernašą sausumos ir vandens ekosistemose, kurios yra susijusios su pagrindiniais regiono branduoliniais objektais, t. y. atominėmis elektrinėmis ir radioaktyviųjų atliekų atliekynais. Taikant eksperimentinius branduolinių tyrimų ir radiochemijos metodus ir skaitinį modeliavimą, siekiama suprasti radionuklidų biologinio prieinamumo dėsningumus, radionuklidų pernašos aplinkoje parametrus, nustatyti pagrindinius poveikio aplinkai ir žmonėms būdus, įvertinti jonizuojančios apšvitos riziką žmonėms ir biotai.
