Enstitümüz İstanbul yerleşkesinde bulunan laboratuvarlarımızda, araştırma projeleri kapsamında farklı metotlarla nükleer yakıt üretimi ve yakıt çevrimi proseslerine yönelik deneysel çalışmalar yürütülmektedir. Bu çerçevede, başta UO2 ve ThO2 olmak üzere nükleer yakıt hammadde eldesi, yakıt peletlerinin üretimi ve üretilen yakıtın fiziksel, kimyasal ve termal özelliklerinin belirlenmesi konularında araştırma geliştirme çalışmaları gerçekleştirilmektedir. Bunun yanında, çeşitli nükleer malzemelerin özelliklerinin karakterizasyonu konusunda çalışmalar da yapılmaktadır.
Enstitümüz Ankara yerleşkesinde bulunan laboratuvarlarımızda, nükleer ve radyasyon teknolojileri alanında kullanılan malzemelerin üretimi ve karakterizasyonu çalışmalarına ek olarak hızlandırıcı teknolojisi ve iyonlaştırıcı radyasyon kullanılarak malzeme özelliklerinin iyileştirilmesine yönelik araştırma geliştirme faaliyetleri sürdürülmektedir. Ayrıca, laboratuvarlar alt yapısında bulunan cihazlar ile analiz ve görüntüleme hizmetleri de verilebilmektedir.