Развитие физико-химических основ создания новых металлических, керамических и композиционных материалов, в том числе конструкционных и функциональных материалов, монокристаллов и интерметаллидов, материалов с аморфной и нанокристаллической структурой, материалов на основе тугоплавких неметаллических соединений, керамических биоматериалов.

Физикохимия и технология энергосберегающих и экологически безопасных процессов получения черных, цветных и редких металлов и сплавов, в том числе в составе энерго-технологических комплексов.

Направленный синтез и выделение химических соединений с уникальными свойствами и веществ специального назначения; создание высокоэффективных и селективных катализаторов и каталитических систем.

Разработка физико-химических основ создания металлических, керамических и композиционных наноматериалов и нанотехнологий; поверхностные явления, коллоидные и наночастицы; физико-химическая механика.

Теория прочности, пластичности и формообразования; развитие физико-химических основ процессов формообразования и обработки давлением; высокотемпературные процессы в химии и материаловедении, в том числе при высоких давлениях; развитие методов исследований структуры и свойств материалов.

Физико-химия и технология процессов получения новых материалов с особыми свойствами, в том числе на базе нанодисперсных и сфероидизированных порошков с помощью новых технологий, например, аддитивных, нанотехнологий и основанных на воздействии на вещество термической плазмы.