Основні напрямки досліджень відділу орієнтовані на виявлення особливостей поширення, поглинання і розсіяння електромагнітних і акустичних хвиль в природних середовищах, включаючи атмосферу, гідросферу, речовину, біологічні об’єкти, а також об’єкти антропогенезу.

У відділі розвиваються наукові напрямки:

• Поширення радіохвиль НВЧ-ТВЧ діапазонів в атмосфері, дистанційний моніторинг тропосфери і поверхні розділу, розсіяння і поглинання радіохвиль підстилаючими поверхнями різних класів, метеоутвореннями і об’єктами антропогенезу; розпізнавання образів радіолокаційних об’єктів (КівваФ.В., Горобець В.М., Роєнко О.М.).
• Поширення і розсіяння акустичних хвиль в морському середовищі, включно глибини та дно моря і океану. Спрямований пошук вуглеводнів в акваторії Чорного моря. (Любицький А.А.).

Напрямки досліджень, які з’явились у 2005-2015 роках:

• Вплив електромагнітного поля (ЕМП) на біологічні об’єкти різних класів, включно насіння рослин, мікроорганізми, тканини, органи і живі системи (КівваФ.В., Коваленко О.І.).
• Вплив ЕМП ВЧ діапазону на речовину, у тому числі грунт, пісок, глину, цеоліти, силікагелі та ін., ВЧ і СВЧ-сушіння речовини (Ківва Ф.В., Горобець В.М.).
• Дистанційний моніторинг атмосфери та довкілля за допомогою систем космічного базування (Ківва Ф.В., Горобець В.М.).