В организациях НПК работают 40 академиков и член-корреспондентов РАН. Ученые НЦЧ РАН принимают активное участие в выполнении важных государственных научно-технических программ, связанных с актуальными направлениями в физике конденсированных сред, квантовых волновых явлений, твердотельных наноструктур, высокотемпературной сверхпроводимости, исследования глобальных изменений природной среды и климата, фундаментальных космических исследованиях В Черноголовке также действуют Филиал Института энергетических проблем химической физики Российской академии наук (ФИНЭПХФ РАН) и Экспериментальная база "Черноголовка" Института проблем экологии и эволюции А.Н. Северцова Российской академии наук (ЭБ ИПЭЭ РАН). На территории муниципального образования "Городской округ Черноголовка" параллельно с деятельностью государственных учреждений и предприятий создаются малые инновационные предприятия, обеспечивающие помимо передовых научных разработок опытно-промышленное производство различных видов продукции для внутреннего и мирового рынка по тем направлениям научно-технической деятельности, которые традиционно сложились на территории округа. Направления научных исследований .Основные направления исследований: химическая физика процессов горения и взрыва, образования и модификации полимеров, биологических процессов и систем, кинетика и механизм сложных химических реакций, физика конденсированных сред, современное материаловедение, математическая физика (теория нелинейных явлений), физические проблемы микро- и наноэлектроники, чистые вещества и материалы электронной техники, твердопламенное горение и самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС), дизайн лекарственных веществ, разработка теоретических основ для поисков месторождений полезных ископаемых.