Лаборатория занимается разработкой современных методов математической и теоретической физики.
Область научных интересов сотрудников лаборатории:

• непертурбативная динамика различных квантово-полевых систем;
• теория струн, матричные модели и их физические и математические приложения;
• топологические квантовые теории и теории топологических инвариантов;
• дуальности между квантовыми теориями поля в различном числе измерений;
• классические и квантовые интегрируемые системы и связанная с ними теория представлений;
• приложение развитых методов математической физики к таким областям математики, как алгебраическая геометрия, комбинаторика, теория групп, теории римановых поверхностей и пространств модулей, теория Гурвица, топология и нелинейная алгебра.

Лаборатория регулярно организует научные конференции, школы для молодых ученых и семинары. В 2014-2015 гг. в лаборатории было подготовлено и защищено 7 кандидатских диссертаций молодыми учеными, проводящими исследования по математической физике в Институте (сотрудники лаборатории и студенческого отдела ИТЭФ).