近代物理所是一個依托大科學裝置，開展重離子科學與技術、加速器驅動的先進核能系統研究的基地型研究所。戰略定位是建成國際一流的重離子科學與技術、加速器驅動的先進核能技術研究基地。主要研究方向有：原子核物理、原子分子物理、放射生物學、核材料與工藝技術、乏燃料后處理技術、核技術相關材料科學、粒子加速器研究等。

近代物理所先后建成了1.5米回旋加速器（SFC，“一五”大科學工程）、大型分離扇回旋加速器（SSC，“七五”大科學工程）、蘭州放射性束流線（RIBLL）、蘭州重離子加速器冷卻儲存環（CSR，“九五”大科學工程）等大科學裝置，在加速器研制方面擁有雄厚的技術和人才儲備。1991年8月，原國家計委批準成立蘭州重離子加速器國家實驗室，依托近代物理所管理，面向國內外開放。

近代物理所還建有甘肅省同位素實驗室、甘肅省重離子束輻射醫學應用基礎重點實驗室、甘肅省空間輻射生物學重點實驗室、甘肅省重離子創新中心、中科院重離子束輻射生物醫學重點實驗室、中科院高精度核譜學重點實驗室、中科院離子加速器及質量檢驗檢測工程實驗室等，擁有320kV高電荷態綜合研究平臺、大功率電子加速器等重要科研設施及裝置，在實驗平臺方面擁有不可替代的優勢。

近代物理所在研的國家自然科學基金、國家重大科學儀器研制、國家重點研發計劃和中科院各類科技項目約500項。至2020年底，近代物理所共有工作人員998人，離退休人員約534人。其中，包括中國科學院院士3人、中國工程院院士1人，高級崗位科技人員469人，國家級人才計劃入選者52人次，中科院人才計劃入選者57人次，甘肅省人才項目入選者18人次（領軍人才15人，科技功臣1人，優秀專家2人）。近代物理所是國務院學位委員會批準的博士、碩士學位授予權單位之一，為國內外培養了大量核物理及相關專業的優秀人才，每年在學研究生約450人。