परमाणु/अणु के स्तर पर किस प्रकार चीजें किस प्रकार कार्य करती है, यह जानने की तीव्र उत्सुकतावश भौतिक एवं पदार्थ रसायनविज्ञान प्रभाग अनुसंधान कार्य करता है । हमारा लक्ष्य सामाजिक, आर्थिक, एवं निजी मूल्य से युक्त खोजें करने हेतु हमारे रसायनविज्ञान के ज्ञान तथा आस्था को एक सूत्र में पिरोना है । वर्तमान में इस प्रभाग द्वारा सैद्धान्तिक अभिकलनी रसायनविज्ञान, पदार्थ विज्ञान, रासायनिक अभिक्रियाओं एवं प्रक्रियाओं की ऊष्मागतिकी, आणविक प्रतिरूपण एवं अनुरूपण पर अनुसंधान कार्य किया जा रहा है । हमारा सामान्य लक्ष्य है पदार्थ – चाहे व घन हो, द्रव रूप में हो अथवा गैस के रूप में हो – की खोज करना, उसका परीक्षण करना और उसकी मौलिक भौतिक विशेषताओं को समझना तथा ऊर्जा, स्वास्थ्य एवं पर्यावरण जैसी वर्तमान राष्ट्रीय/वैश्विक हित के विभिन्न क्षेत्रों में उसके अनुप्रयोग की संभावनाओं का पता लगाना । हम हर उद्योग की जरूरतें पूरी करते हैं और जिन उद्योगों के साथ हम सहयोग करते हैं वे रासायनिक प्रक्रियाओं, सैद्धान्तिक पद्धतियाँ एवं उपकरण, सेरामिक्स, उत्प्रेरण, इलेक्ट्रॉनिक्स, फार्मास्यूटिकल्स, सर्फेक्ट्न्ट्स एवं कोलॉइड्स, निजी प्रयोग के उत्पाद आदि जैसे विभिन्न क्षेत्रों से जुड़े हुए हैं ।