L’Irfu conduit des recherches fondamentales, principalement expérimentales mais aussi théoriques, sur les nucléons et les noyaux, briques élémentaires de la matière dont la cohésion est assurée par l’interaction forte.
L'interaction forte se manifeste à deux échelles successives. La première est celle des assemblages de quarks et de gluons, qu’ils soient déconfinés dans un plasma ou liés dans le nucléon et dans d'autres hadrons. La seconde concerne les assemblages de nucléons qui constituent les noyaux des différents atomes. L’objectif de l’Irfu est l’approfondissement de nos connaissances sur ces systèmes, ainsi que la découverte d'états extrêmes de la matière nucléaire :
- dans des conditions extrêmes de température et d'énergie, nucléons et noyaux peuvent perdre leur identité pour donner naissance à un plasma de quarks et de gluons, que l'on cherche à mettre en évidence;
- les noyaux dans des conditions extrêmes d’isospin (fonction de N-Z), de spin, de charge Z, de déformation : noyaux exotiques et superlourds.
