Λεπτομερέστερα το ΙΠΦ αποτελείται από τα εξής Εργαστήρια: Επιταχυντής TANDEM (5.5 Mev TANDEM), Πειραματική Πυρηνική Φυσική, Αναλυτικές Πυρηνικές Τεχνικές, Πειραματική Σωματιδιακή Φυσική, Θεωρητική Πυρηνική και Σωματιδιακή Φυσική, Γενική Σχετικότητα, Οργανολογία Ανιχνευτικών Συστημάτων, Συστήματα λήψεως και ανάλυσης δεδομένων και επεξεργασίας σημάτων, Συστήματα αναγνώρισης με νευρωνικά δίκτυα, Επεξεργασία τρισδιάστατων εικόνων και δεδομένων, μεταπτυχιακό πρόγραμμα και τεχνική εκπαίδευση, Δίκτυα και υπολογιστικά συστήματα του ΙΠΦ, Γραφείο Σύνδεσης Ελληνικής Βιομηχανίας - CERN.
Η Πυρηνική Φυσική έχει διεθνείς συνεργασίες στην Πυρηνική Αστροφυσική και τη Φασματοσκοπία υπερπαραμορφωμένων πυρήνων και μέρος των μετρήσεων αυτών εκτελείται στη μηχανή TANDEM του ΙΠΦ. Επίσης το ΙΠΦ δραστηριοποιείται στη μελέτη των ατομικών και μοριακών συσσωματωμάτων.

Οι μεγάλες και πολύπλοκες πειραματικές εγκαταστάσεις εφοδιασμένες με όργανα τελευταίας τεχνολογίας καθιστούν το ΙΠΦ μοναδικό μεταξύ των εργαστηρίων στην Ελλάδα. Ταυτόχρονα με την εκτεταμένη χρήση του Ευρωπαϊκού εργαστηρίου για Πυρηνικές έρευνες CERN, το ΙΠΦ υλοποιεί το ερευνητικό του πρόγραμμα αποτελεσματικά και με διεθνή αναγνώριση.

Το πειραματικό και θεωρητικό πρόγραμμα έχει δύο κατευθύνσεις, τις Υψηλές Ενέργειες ή Σωματιδιακή Φυσική και την Πυρηνική Φυσική.

Οι ομάδες της Σωματιδιακής Φυσικής έχουν έντονη δραστηριότητα στην κατασκευή των πειραμάτων CMS και CAST του CERN, του επιταχυντού  LHC ο οποίος θα τεθεί σε λειτουργία το 2007.

Η πειραματική έρευνα στο ΙΠΦ φέρνει σε απευθείας επαφή το ερευνητικό και τεχνικό προσωπικό όπως και τους μεταπτυχιακούς φοιτητές με εφαρμογές στην μικροηλεκτρονική, μικρομηχανική, τηλεπικοινωνίες, βιομηχανία λογισμικού όπως επίσης με εφαρμογές, στη βιολογία, ιατρική, επιστήμη υλικών, αρχαιομετρία και τεχνολογία ανιχνευτών.

Τα δύο τρίτα του προϋπολογισμού του ΙΠΦ προέρχονται από τεχνολογικά προγράμματα. Το ΙΠΦ προσφέρει τεχνολογικές υπηρεσίες, σαν εθνική εγκατάσταση, στο δημόσιο και ιδιωτικό τομέα και είναι σε στενή συνεργασία με τη βιομηχανία υψηλής τεχνολογίας συνεισφέροντας έτσι σε μεταφορά τεχνολογιών αιχμής.

Το ΙΠΦ οργανώνει συνεχιζόμενες σειρές μεταπτυχιακών μαθημάτων, θερινών σχολείων, συνεδρίων, σεμιναρίων και συναντήσεων.

Το μεταπτυχιακό πρόγραμμα σε συνεργασία με τα ΑΕΙ, οδηγεί στο διδακτορικό δίπλωμα, στην Πειραματική και Θεωρητική Σωματιδιακή και Πυρηνική Φυσική. Σήμερα 15 μεταπτυχιακοί φοιτητές εργάζονται στο ΙΠΦ και χρηματοδοτούνται από το ΕΚΕΦΕ "Δ" χάρις στην ειδική επιδότηση της ΓΓΕΤ.

Το πρόγραμμα αυτό είναι ζωτικής σημασίας για τη διατήρηση και την εξέλιξη των επιστημονικών περιοχών του ΙΠΦ στην Ελλάδα.

Ένας διαφορετικός μορφωτικός ρόλος του ΙΠΦ είναι η τεχνική εκπαίδευση των φοιτητών από τεχνικές σχολές στα εργαστήρια και τις προχωρημένες τεχνολογίες του ΙΠΦ.

Επίσης ένας σημαντικός αριθμός φοιτητών από τα σχολεία και τις στρατιωτικές σχολές επισκέπτεται τις εγκαταστάσεις και τα εργαστήρια του Ινστιτούτου κάθε χρόνο.