计算物理与先进材料研究所主要以与能源、环境、水利工程、核物理理论等实际应用的交叉理论探索为特色，重点建立基础研究和应用研究紧密结合的方向布局，致力通过理论计算与材料开发的深度融合，一方面推动新能源、新材料开发和利用的先进材料理论-设计-应用全流程发展，另一方面促进能源开发和利用的先进材料研发-生产-应用。主要研究方向如下：
1.能源开发和利用的先进材料与关键技术
2.纳米流体、磁流体强化传热机理研究
3.节能“双碳类”功能复合材料制备及应用研究
4.太阳能光热中温集热系统研究
5.微污染水处理及功能性污泥基固废材料绿色化应用研究
6.复合功能材料应用的标准化工艺流程研究
7.跨海大桥、跨江长大桥桥梁健康监测系统的研究
8.核物理理论研究，重点关注原子核中的量子纠缠
