合肥研究院的科研方向包括：等离子体物理、磁约束核聚变工程、大气环境光学遥感、激光与光电子科学技术、强磁场科学与技术、环境科学与工程、先进核能、生物物理、转化医学、先进诊疗技术、材料科学与工程、人工智能与机器人、智慧农业技术等。

       中科院组织的国际评估结果是：合肥研究院在磁约束核聚变、大气环境光学、强磁场科学与技术、卫星遥感遥测等方面已跻身国际先进行列，部分方向已处于国际领先方阵，在其培养的现代农业、机器人与智能制造、医学物理等前沿交叉研究领域取得了显著进展。