Исследования по одному из основных разделов радиофизики — микроволновой диагностике с использованием миллиметровых волн в ИПФ стали естественным продолжением традиционных для нижегородской радиофизики работ по освоению новых диапазонов длин волн как в части радиоастрономической и радиолокационной аппаратуры, так и в области распространения радиоволн . Результаты этого проявились в создании специализированной аппаратуры миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов, в исследовании условий зондирования, в разработке методов измерений и прогнозировании эффективности зондирования, в систематизации и интерпретации данных измерений. Одним из основных направлений микроволновой диагностики стала дистанционная микроволновая диагностика окружающей среды, которая включает исследования атмосферы и земной поверхности как пассивными, так и активными методами. Особое внимание при этом было уделено развитию спектрального (многочастотного) и поляризационного зондирования, которое благодаря уникальным особенностям миллиметрового диапазона позволяет получить богатую информацию как об объектах дальнего космоса (миллиметровая и субмиллиметровая радиоастрономия) , так и об атмосфере и поверхности Земли (исследование озона и других малых газовых составляющих стратосферы и мезосферы, обнаружение рассеивающих частиц в атмосфере, исследование излучательных характеристик и характеристик рассеяния земных покровов).

Другим направлением, использующем спектральные методы и созданную в институте аппаратуру высокого частотного разрешения являются лабораторные исследования диэлектрических свойств газов и конденсированных сред, тесно связанные с задачами распространения миллиметровых и субмиллиметровых волн, а также с созданием элементов на основе новых материалов.

Традиционный интерес нижегородских радиофизиков к исследованиям плазмы с одной стороны, и развитие измерительной аппаратуры миллиметрового диапазона с другой, вылилось в одно из важнейших направлений института — диагностику горячей плазмы, которая является в настоящее время неотъемлемой составляющей термоядерных исследований.