Az intézet eredményes kísérleti és elméleti felfedező kutatást végez a részecskefizika, a magfizika, a plazmafizika, a hűtött atomok fizikája, az űrfizika, a nukleáris szilárdtestfizika, a nukleáris anyagtudomány és a fizika biológiai alkalmazásai területén. Fejlesztési tevékenységének területei: lézerfizika, nukleáris analitika, fúziós plazmadiagnosztika, űrtechnika, nagy sebességű adatfeldolgozás, egyes spektroszkópiák, speciális igényeket kiszolgáló elektronikai, mechanikai és információ-technológiai eszközök, valamint szoftverek létrehozása és fejlesztése. A Magyar Euratom Fúziós Szövetség vezetőjeként koordinálja a szabályozott magfúziós energiatermelés megvalósításához hozzájáruló magyar kutatás-fejlesztési tevékenységet. Működteti és fejleszti nagyberendezéseit, az EG-2R gyorsítót, a hozzá kapcsolt NIK nehézion-implantert, az MBE molekulanyaláb-epitaxia berendezést, a GINA neutronreflektométert, a kutatást kiszolgáló GRID rendszerű és más nagykapacitású számítógépeit. Fenntartja és fejleszti a KFKI Telephely számítástechnikai hálózatát.
2012. január 1-én az MTA két korábbi intézete, az MTA KFKI Részecske-és Magfizikai Kutatóintézet és a MTA Szilárdtestfizikai és Optikai Kutatóintézet egyesítésével létrejött az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont. A két intézet története 1950-ig nyúlik vissza, hiszen mindkettő a Központi Fizikai Kutatóintézet része volt. A kutatóközpont szakmai alapjait olyan neves tudósok rakták le, mint Jánossy Lajos, aki a kozmikus sugárzási kutatásokat, és Simonyi Károly, aki az atomfizikai kutatásokat alapozta meg.
Az egykori KFKI és utódintézetei mindig is a magyar fizikai alapkutatás kulcsszereplői voltak, ám egyre inkább teret adtak a csúcs-technológiás alkalmazott kutatásoknak is. 1986-ban például az RMKI-ban fejlesztették ki a VEGA űrszonda fedélzeti kameráját, valamint ugyanitt készítenek hosszú ideje világszínvonalú plazmadiagnosztikai kamerákat fúziós kutatásokhoz. Az SZFI nevéhez pedig többek között az attoszekundumos lézerek alapelmélete, valamint a kristály-szerkezeteket vizsgáló röntgen-tomográfiai eljárás kidolgozása fűződik.
