УНПЦ РМ ведет плодотворную научную работу в области радиационной медицины, радиационной эпидемиологии, радиационной дозиметрии и радиобиологии.

Основные научные достижения:
• создана система радиационной безопасности населения при крупномасштабных радиационных авариях, основными компонентами которой являются контрмеры по снижению доз облучения населения на протяжении всего поставарийного периода, мониторинг здоровья населения и состояния окружающей среды, лечебно-профилактические мероприятия
• разработана методология скринингового наблюдения облучённых лиц в отдаленные сроки на основе формирования групп повышенного риска в отношении отдалённой лучевой патологии, базирующаяся на анализе критических органов и систем у людей подвергшихся радиационному воздействию
• создан комплекс биомедицинского оборудования и технологий для прогноза, диагностики и иммунотерапии радиационно-индуцированной патологии (в соавторстве с ФГБУ «ГНЦ Институт иммунологии» ФМБА России). Разработаны биотехнологические методы и аппаратно-диагностические средства (реагенты, оборудование, программное обеспечение) для персонализированного прогноза, ранней диагностики и иммунотерапии радиационно-индуцированной патологии у лиц, облучённых вследствие радиационных аварий на ЧАЭС и ПО «Маяк». Созданный комплекс отмечен в 2017 г. премией Правительства Российской Федерации в области науки и техники
• разработан методический комплекс определения содержания радионуклидов в человеке, различных объектах окружающей среды и продуктах питания, определены предельно допустимые нормы загрязнения продуктов, фуража, сельскохозяйственного сырья и предметов домашнего обихода, регламентирующие безопасность населения в различные периоды после аварии
• разработаны и внедрены рекомендации по ведению сельского хозяйства на загрязненных территориях, переработке продукции, реабилитации территорий и населения, по вовлечению загрязненных территорий в хозяйственное использование
• разработана научная основа возврата в сельскохозяйственное использование радиоактивно загрязненных земель, которые были выведены из обращения
• результаты исследований легли в основу разработки и принятия Федерального Закона РФ №175-ФЗ от 26.11.1998 г. «О социальной защите граждан Российской Федерации, подвергшихся воздействию радиации вследствие аварии в 1957 году на ПО «Маяк» и сбросов радиоактивных отходов в реку Теча», а также многочисленных Государственных и Федеральных целевых программ

За годы своей деятельности УНПЦ РМ подготовил 17 докторов наук, 6 профессоров, 76 кандидатов наук; опубликовано свыше 2100 научных работ, получено 20 охранных документов на изобретения; 9 свидетельств о государственной регистрации программ для ЭВМ; издано 34 монографии и 11 сборников работ; подготовлено и проведено 10 научных конференций, из них 6 международных конференций.
Научные разработки УНПЦ РМ внедрены в виде 124 рекомендаций, санитарных правил, методических указаний, инструкций, направленных на проведение эффективных лечебно-профилактических, оздоровительных и защитных мероприятий при облучении больших контингентов людей.
Сотрудники УНПЦ РМ (И.К. Дибобес и И.Я. Панченко) в 1973 году были удостоены премии Правительства СССР, а А.В. Аклеев – премии Правительства Российской Федерации в 2017 году.

За крупные научные достижения и существенный вклад в решение задач в области защиты населения при радиационных авариях 18 известным российским и иностранным учёным присвоено звание «Почётный профессор Уральского научно-практического центра радиационной медицины».

При решении основных задач УНПЦ РМ активно взаимодействует с такими международными научными организациями как Научный комитет по действию атомной радиации ООН (НКДАР ООН), Международной комиссией по радиологической защите (МКРЗ), Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ), Международной организацией по исследованию рака (МАИР), Международным агентством по атомной энергии (МАГАТЭ) и другими.
Сотрудники УНПЦ РМ являются ведущими экспертами по вопросам радиационной безопасности, радиационной медицины, радиобиологии, радиоэкологии, как в Российской Федерации, так и за её пределами, достойно представляют интересы Российской Федерации в различных международных институтах и комиссиях.
Научное сотрудничество осуществляется в рамках совместных проектов с научными институтами Японии, Европы и США, включая Межправительственное соглашение между Российской Федерацией и Соединёнными Штатами Америки от 14.01.1994 г.

Перспективные направления научных исследований:

• изучение патогенетических механизмов отдалённых медико-биологических последствий хронического облучения человека и генетических эффектов у их потомков
• разработка генетических и клеточных технологий, направленных на поиск биомаркеров индивидуальной радиочувствительности человека
• научное обоснование применения стволовых клеток в регенеративной медицине и лечении отдалённых лучевых патологических состояний
• разработка молекулярно-генетических подходов к персонификации рисков развития отдалённых тканевых и стохастических эффектов облучения человека.