Научная деятельность отделения связана, прежде всего, с проведением физических исследований на пучках нейтронов действующего реактора ВВР-М, а также с предстоящим пуском нового высокопоточного реактора ПИК и созданием его приборной базы. Ниже кратко изложены наиболее значительные результаты исследований по физике ядра и элементарных частиц и физике конденсированных сред, проводившихся и законченных в 2001 году в Отделении нейтронных исследований ПИЯФ. Работы выполнялись по плану научно-исследовательских работ Российской Академии наук, по Государственным научно-техническим программам России "Фундаментальная ядерная физика" и "Актуальные направления физики конденсированного состояния", по программе РАН "Нейтронная физика и стандартная модель". Многие работы получили финансовую поддержку Российского фонда фундаментальных исследований, а также зарубежных фондов, таких как ИНТАС, МНТЦ и др.
Основная часть исследований проводилась на экспериментальных установках с использованием нейтронных пучков реактора ВВР-М ПИЯФ и других высокопоточных источников нейтронов, таких, например, как реактор Института Лауэ – Ланжевена (Гренобль, Франция). На рисунке схематически представлено размещение установок на реакторе.

Рисунок 1. Схема размещения экспериментального оборудования на горизонтальных пучках реактора ВВР-М
| UCN, PCN | Канал ультрахолодных и поляризованных холодных нейтронов |
| MRPN | Кристалл-дифракционный монохроматор резонансных поляризованных нейтронов |
| PD | 48 счетчиковый порошковый дифрактометр для структурных исследований |
| GSK-2M, DEDM | Кристалл-дифракционный фокусирующий спектрометр ГСК-2М. Установка для поиска ЭДМ нейтрона дифракционным методом |
| IN NEUTRON 3 | Трехосный нейтронный спектрометр "Нейтрон-3" со сдвоенным монохроматором |
| SAPNS VECTOR | Малоугловой дифрактометр поляризованных нейтронов "Вектор" |
| SANS MEMBRANA | Малоугловой дифрактометр нейтронов "Мембрана-2" |
| CSPN | Корреляционный спектрометр поляризованных нейтронов |
| MRN | Механический многороторный монохроматор резонансных нейтронов |
| RCN | Установка для исследования g-излучений в реакции радиационного захвата нейтронов ядрами |
| RTOF Mini-SFNKS | Времяпролетный порошковый фурье-дифрактометр |
| SD UCNS | Твердодейтериевый источник ультрахолодных нейтронов |
| MSES | Спин-эхо спектрометр тепловых нейтронов |
| RPN | Рефлектометр поляризованных нейтронов |
| TOFRPN | Времяпролетный рефлектометр поляризованных нейтронов |
| SCD | Четырехкружный дифрактометр для исследований магнитной и кристаллической структуры |
| 3DAPN | Малоугловой дифрактометр поляризованных нейтронов с трехмерным анализом поляризации |
| LTHeL | Низкотемпературная гелиевая петля НГП |
| GD | Гамма-дифрактометр |