Més d'un segle després del seu descobriment, els nuclis atòmics encara guarden molts secrets i existeix una gran varietat de fenòmens encara no totalment compresos. Els investigadors de l'IFIC en aquesta línia treballen en una àmplia gamma d'estudis en física nuclear i en les seues aplicacions: espectroscòpia gamma, estats nuclears extrems, incineració de residus nuclears, reaccions nuclears en estels. Així mateix, estan involucrats en la construcció dels detectors de la gran instal·lació europea FAIR.