본 연구소는 최신 방사성 의약품, 영상분석 기술, 나노입자를 이용한 분자영상 기법 개발과 방사선 노출에 의한 부작용을 최소화하기 위한 방사선의 생물학적 영향과 효과적인 방사선 방호에 관한 연구, 암세포에 대한 이해 등의 기초연구와 첨단 영상 장치를 통한 정밀 방사선 치료 및 중재시술 등 최소 방사선량으로 최대의 진단 및 치료 효과를 목표로 하는 임상연구를 수행 중이며, 특히 최근 3D 프린팅, 인공지능과 같은 4차산업 기술의 방사선의학으로의 적용을 위한 연구에 매진하고 있다.