Основное направление научных исследований ИХТТ УрО РАН - направленный синтез твердофазных соединений и сплавов s, p, d и f-элементов в различных структурных состояниях, исследование их физико-химических свойств с целью разработки перспективных материалов, совершенствования и создания новых технологий, в том числе по переработке отходов промышленных производств и охране окружающей среды.
Основными направлениями деятельности института являются: разработка теории и методов направленного химического воздействия на ДНК, РНК и важнейшие структуры, обеспечивающие экспрессию генов (матричные ферменты и рибосомы) в бесклеточных условиях и в клетке; разработка новых средств медицинской диагностики и терапии.
Основными направлениями научной деятельности института являются: кинетика и механизм химических реакций; теория и динамика элементарных процессов; катализ химических реакций;
супрамолекулярные и самоорганизующиеся системы; фемтохимия; сканирующая туннельная спектроскопия; новые материалы и наноматериалы с заданными свойствами и функциями; фундаментальные основы процессов полимеризации; структура и свойства полимеров и композиционных материалов; физика и химия горения, ударные волны и детонация; физика и химия твердого тела; теоретические основы и практическая разработка химико-технологических процессов и аппаратуры.
