Деятельность Центра ведется по пяти основным направлениям: 

• Фундаментальные исследования; 
•  Прикладные научно-исследовательские разработки; 
•  Участие в организации производства прошедших апробацию приборов, препаратов и материалов;
•  Внедрение разработок в учреждения практической медицины; 
•  Подготовка научных кадров.

Фундаментальные исследования  
Фундаментальные исследования, проводимые Центром, можно разделить на следующие группы:  
1. Разработка нового оборудования для диагностики биосистем; 
2. Нанобиосенсоры; 
3. Новые методы диагностики и лечения патологий; 
4. Биосовместимые наноструктурированные материалы для практической медицины;
5. Разработка физических и математических моделей поведения биологических систем, в том числе при их взаимодействии с наноструктурами. 

Прикладные научно-исследовательские разработки   
Прикладные научные разработки по нанотехнологиям в биологии и медицине, выполненные в Центре, активно внедряются в практику. На первом этапе внедрения результатов ведется апробация новых методов и приборов в медицинских и биологических учреждениях, входящих в состав Центра. Для организации опытно-промышленного производства на основе создаваемых разработок используются возможности малых предприятий в области научно-технической сферы, созданных при организациях - участниках Центра.