Являясь одним из ведущих научных центров по теории теплообмена и физической гидрогазодинамики, институт проводит фундаментальные исследования по целому ряду направлений. Вместе с тем многие фундаментальные исследования имеют прямой выход на практические приложения. На основе полученных фундаментальных знаний разрабатываются современные энергоэффективные и энергосберегающие технологии и аппараты, такие как тепловые насосы и холодильные машины, топливные элементы и водородные технологии, плазмотроны и плазмохимические технологии, новые угольные технологии, методы переработки отходов и др. Инстиут открыт и приглашает к сотрудничеству промышленные предприятия для решения прикладных теплофизических задач.