Институт выполняет широкий спектр научно-исследовательских работ в области радиационной гигиены по всем ее направлениям, включая:
- дозиметрию ионизирующих излучений от всех природных и искусственных источников ионизирующего излучения, реконструкцию и прогноз доз облучения населения;
- оценку воздействия ионизирующих излучений на здоровье работников и населения в целом;
- разработку защитных мероприятий по ограничению облучения населения от всех источников ионизирующего излучения, а также защиты от возможных вредных последствий воздействия ионизирующих излучений на здоровье.

Коллектив Института участвует в выполнении научно-исследовательских работ в рамках Отраслевой программы «Гигиеническое обоснование минимизации рисков для здоровья населения России (на 2011-2015 гг.)», Федеральных целевых программ «Обеспечение ядерной и радиационной безопасности на 2008 год и на период до 2015 года» и «Преодоление последствий радиационных аварий на период до 2015 года».

Научно-практическая деятельность Института реализуется в следующих направлениях:
- подготовка проектов законов, технических регламентов, гигиенических нормативов, санитарных правил, методических указаний, рекомендаций и других нормативно-методических документов;
- разработка новых методов радиационного контроля, методов реконструкции и прогноза доз облучения жителей на территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате радиационных аварий, а также разработка средств профилактики радиационных поражений;
- проведение радиационно-гигиенических обследований, радиационно-гигиеническая экспертиза проектной и технической документации, продукции, процессов и производств.

Научно-методическая деятельность Института включает:
- выполнение плановых тематических и специальных заданий Роспотребнадзора;
- проведение консультативной и экспертной работы по вопросам радиационной гигиены;
- организационно-методическое обеспечение и ведение Федеральных банков данных по дозам облучения жителей России за счет медицинских и природных источников;
- методическое обеспечение Федерального банка данных по дозам облучения персонала организаций, использующих источники ионизирующего излучения и банков данных по аварийному облучению персонала и населения;
- организационно-методическое обеспечение радиационно-гигиенической паспортизации организаций и территорий;
- организация семинаров для специалистов в области радиационной гигиены;
- подготовка, издание и распространение инструктивно-методических и информационных материалов, научных трудов Института;
- проведение научно-практических конференций и совещаний по радиационной гигиене.