До пріоритетних напрямів діяльності Інституту належать: експертна, аналітична, дослідницька, конструкторська, інноваційна, конкурсна діяльність у галузі комерціалізації наукових досліджень і організації конкурсних процедур.
Інститут забезпечує координацію досліджень за основною тематикою:
- оборонні дослідження в галузі створення нових технологій і приладів на нових фізичних принципах, систем енергетики, нових матеріалів і біотехнології, методів та інструментів прикладної й обчислювальної математики, медико-біологічних засобів захисту, біомедичних технологій;
- роботизовані платформи й комплекси та системи штучного інтелекту в сфері побудови адаптивних платформ і архітектур, включаючи універсальні роботизовані програмні платформи, засновані на системах штучного інтелекту, модульних апаратних засобів, багатофункціональних інформаційних систем і засобів розробки й проєктування;
- дослідження складних міждисциплінарних проблем із застосуванням системного аналізу як прикладної наукової методології. Практичне застосування методів формалізації системних завдань і зведення їх до розв’язуваної форми в реальних умовах, з урахуванням суперечливих цілей, кількісних і якісних характеристик інформації, різного роду невизначеностей та ризиків. Розкриття концептуальних невизначеностей і розроблення стратегій системної взаємодії або протидії коаліціям за умови багатофакторних ризиків;
- інформаційні технології – інформаційні системи моніторингу й управління, технології високопродуктивних обчислень, інтелектуальний аналіз великих масивів даних, методи штучного інтелекту та машинного навчання, системи розпізнавання образів, когнітивні системи машинного перекладу;
- мікросистемні технології електроніки, фотоніки, мікромеханічних систем, перспективної архітектури інтегрованих мікросхем і алгоритмів розподіленого зберігання даних;
- стратегічні технології – системи зв’язку, засоби захисту інформаційних мереж, засоби радіоелектронної боротьби (РЕБ), стійкість систем до кібератак, системи виявлення замаскованих цілей, що базуються на нових фізичних принципах, енергозбереження й альтернативні джерела енергії;
- тактичні технології – сучасні високоточні системи озброєння, лазерна зброя,безпілотні засоби озброєнь на базі повітряних, космічних, наземних і морських платформ, перспективні космічні системи моніторингу й управління.