- 能源材料：
所在能源材料之研發主要在太陽能電池及燃料電池之關鍵性材料、製程開發，太陽能電池以化合物半導體太陽能電池研發為主，開發真空製程為主之銅銦鎵硒(CIGS)薄膜型太陽能電池，建立國內非矽薄膜型太陽電池技術，另利用化合物材料對太陽光高吸收特性，建立高品質化合物太陽電池元件磊晶與製程技術，除了玻璃基板外，亦結合金屬箔、PI膜軟性材料與合金靶材熔鑄技術，藉由全濺鍍鍍膜系統及四元共蒸鍍的技術開發可撓式太陽能電池。
燃料電池關鍵元件技術開發，除成功開發KW級質子交換膜燃料電池(PEMFC)與微型化學氫燃料電池外，在儲氫合金方面，直接投入儲氫量為現有AB5、AB2兩倍以上之高容量鈦釩鉻BCC系及Mg/Li系輕金屬儲氫合金之開發，建立新型高容量儲氫合金量產技術，使BCC系在50~100℃使用溫度吸氫量可達3.5 wt%；Mg/Li系輕合金在250℃~ 350 ℃溫度下，儲氫量可達7.0 wt%，為國內提供一個完整的氫能產業技術平台，另外在本所已有之複材容器繞線技術基礎下，亦開發可以儲放高壓氫氣之高分子材料內膽碳纖維氣瓶。
- 奈米材料：
以奈米精碳材料及應用技術、奈米電能材料關鍵技術開發及奈米結構光學薄膜開發及應用為主軸。奈米精碳材料及應用技術以超臨界流體技術精煉煤焦瀝青中碳前驅體，得到純度高、品質優良的介相瀝青材料，並以該材料開發高導熱、高模數的碳纖維圓桿、平板與薄膜，甚至製作成多孔性碳材，並且運用於電子散熱與隔熱等元件。最終開發高導熱碳材料，配合國內電子廠商運用於3C產品散熱使用。
奈米電能材料關鍵技術開發以研發奈米化學產氫觸媒材料技術為目標，建立奈米化學產氫觸媒結構最佳化設計、奈米微乳化製程技術等，探討含氫化合物與觸媒層產氫機制，以有效提升觸媒效能。
奈米結構光學薄膜開發主要在奈米結構光學薄膜理論分析及模擬技術能量建立，開發表面奈米結構成型技術與研究奈米結構薄膜機制，並將相關開發成果應用於LED模組照明效率提昇。
- 特用金屬材料：
特用金屬材料應用研究主要為光電及半導體元件鍍膜材料技術、光電及半導體設備用塗層製程技術、輕金屬基複合材料暨高機能輕金屬材料製程技術及貴重金屬回收及再資源化技術。光電及半導體元件鍍膜材料技術主要從事顯示元件Cu合金電極材料、Cr金屬高密度粉末冶金技術及微電子高溫金屬鍍膜材料(Hf)等之設計及製程開發。
光電及半導體設備用塗層製程技術研發內容分別為顯示元件製程設備元件介電塗層材料及製程技術、半導體製程設備元件抗輻射塗層技術及光電製程設備元件導電及抗磨耗塗層技術。
輕金屬基複合材料暨高機能輕金屬材料製程技術建立「攪拌與DC澆鑄整合技術」，發展低價位A6061/Al2O3及A6061/SiC鋁基複合材料關鍵製程技術，和二次加工製程技術，廣泛運用於相關結構或功能組件開發。
貴重金屬回收及再資源化技術整合銦純化電解精煉、真空蒸餾、以及區域純化法（zonemelting），以完成純度≧99.9999%之高純度銦回收及純化製程技術為目標。