A pesquisa realizada no IFSC tem seus pilares na excelência e na multidisciplinaridade. Os projetos de pesquisa do Programa tem como linha mestre os conceitos fundamentais e técnicas de medida da Física e a partir deste eixo abrange: biofísica molecular, biotecnología molecular, cristalografía, espectroscopia de sólidos, física computacional e instrumentação aplicada, filmes finos, física teórica, nanomedicina e nanotoxicologia, ressonância magnética, espectroscopia e magnetismo, computação interdisciplinar, crescimento de cristais e materiais cerâmicos, fotônica, métodos matemáticos, óptica, polímeros, semicondutores, ensino de física, física de partículas, neurobiofísica, astrofísica de partículas entre outros."