实验室坚持发挥学术特长，依靠学术积累，以等离子体技术及其在材料中的应用作为实验室的主要研究方向， 密切等离子体技术和材料科学的交叉融合，根据本学科的发展趋势、学科前沿以及国民经济和社会发展需要， 结合自身科研工作的长期积累与优势，选择本领域若干可能的突破点进行创新性研究和应用基础研究。 近年来实验室的主要研究工作集中在以下四个方面：

（1）等离子体技术：主要开展微波等离子体技术、微波电子回旋共振等离子体技术、 脉冲放电等离子体技术、直流等离子体技术以及射频等离子体技术的开发研究，结合等离子体诊断技术， 围绕新材料的开发与处理进行等离子体的机理研究及相关装置的开发研究；

（2）微波与微波化学技术：主要开展固定频率大功率高稳定度微波源的开发研制、微波萃取设备以及微波烧结炉的研制；

（3）材料制备与产业化研究：主要开展金刚石光学膜、金刚石热沉膜、超硬金刚石涂层刀具、金刚石厚膜焊接刀具、超硬碳氮涂层以及纳米碳管等新材料的制备与产业化研究；

（4）等离子体深亚微米刻蚀与表面改性技术：主要开展微波ECR等离子体对多晶硅、石英玻璃的深亚微米刻蚀技术研究以及生物金属材料、高聚物、纺织品及动物毛料的等离子体改性研究。