ინსტიტუტის სამეცნიერო-კვლევითი საქმიანობა მრავალმხრივია. პირველ მიმართულებად განვიხილავთ თემას, რომელიც ეხება პარამაგნიტურ მდგომარეობაში მყოფ ძლიერად ანიზოტროპული მასალის მაგნიტური რელაქსაციის კვლევას ნულოვან და სუსტი გარეშე მაგნიტური მუდმივი ველის პირობებში. მეორე თემა ეხება ზოგიერთი შენადნობის (სხვადასხვა ნივთიერებებით ლეგირებული მასალების) ფიზიკო, მექანიკური, ქიმიური და ბიოლოგიური თვისებების შესწავლას მათი შემდგომი გამოყენებისათვის ადამიანის ორგანიზმში; მესამე თემაა ურბანული გარემოს რადიოეკოლოგიური მდგომარეობის შესწავლა-შეფასება, თეორიული და ექსპერიმენტული კვლევა. ამ საკითხებთან დაკავშირებით მომზადებული აქვს და გაგზავნილი საგრანტო პროექტები შოთა რუსთაველის ეროვნულ სამეცნიერო ფონდში, სადაც ჩართული ჰყავს ახალგაზრდა მეცნიერები საქართველოდან და სამეცნიერო კონსულტანტი ვაშინგტონის შტატის უნივერსიტეტიდან (აშშ ურანის და ტრანსურანული ელემენტების სამეცნიერო კვლევითი ცენტრი, ფარმაკოლოგიის და ფარმაცევტული მეცნიერების კოლეჯი (რიჩლანდი).საქართველოს კანონმდებლობით დადგენილი წესით მას შეძლია განახორციელოს საკონსულტაციო და საექსპერტო საქმიანობა;
საქართველოს კანონმდებლობითა და უნივერსიტეტის წესდებით დადგენილი წესით სტუ ინსტიტუტ „ტალღას“ შეუძლია ორგანიზება გაუწიოს სამეცნიერო კონფერენციებსა და სხვა სამეცნიერო ღონისძიებებს; ითანამშრომლოს საქართველოს და უცხოეთის სამეცნიერო-კვლევით დაწესებულებებთან; მონაწილეობა მიიღოს საერთაშორისო სამეცნიერო ღონისძიებებში; აგრეთვე, უმაღლესი საგანმანათლებლო პროგრამების მომზადებასა და განხორციელებაში; სტუდენტთა მიერ საბაკალავრო და სამაგისტრო ნაშრომების და დისერტაციების შესრულებაში; სტუდენტები ჩართოს სამეცნიერო საგრანტო პროექტებში, ადგილობრივ და საერთაშორისო სამეცნიერო კონფერენციებსა და სამეცნიერო-კვლევით ღონისძიებებში; ინსტიტუტს შეუძლია განახორციელოს საქართველოს კანონმდებლობით, უნივერსიტეტის წესდებით და ინსტიტუტის დებულებით გათვალისწინებული სხვა საქმიანობა.