Aquesta línia d'investigació estudia les propietats intrínseques dels neutrins. Investiga el fenomen de les oscil·lacions entre famílies de neutrins mesurant els paràmetres que defineixen aquestes oscil·lacions i tracta de dilucidar la natura del neutrí, és a dir si es tracta d'un fermió de Dirac o de Majorana. L'IFIC lidera l'experiment NEXT de recerca de desintegracions doble beta sense producció de neutrins, la detecció de la qual implicaria que el neutrí és una partícula de Majorana. Tanmateix participa en diversos experiments d'oscil·lacions de neutrins amb acceleradors: l'experiment T2K, que s'està duent a terme a Japó i l'experiment de pròxima generació DUNE, als Estats Units. Al pasat aquesta línia ha participat als experiments SciBooNE, K2K, HARP i NOMAD.