W Instytucie Fizyki Teoretycznej prowadzone są badania z różnych gałęzi fizyki teoretycznej: astrofizyki i ogólnej teorii względności, fizyki cząstek elementarnych, fizyki matematycznej, fizyki statystycznej, grawitacji kwantowej, klasycznej i kwantowej teorii pola, optyki atomowej i fizyki kwantowej, teorii fazy skondensowanej, teorii strun oraz teorii układów złożonych. Rozwijane są także badania interdyscyplinarne w ramach kognitywistyki i nauk o mózgu, komputerów kwantowych oraz sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego. W Instytucie działa ponad 30 profesorów fizyki teoretycznej i kilkanaście grup badawczych. W badaniach aktywnie uczestniczy duża międzynarodowa grupa młodszych naukowców: stypendystów podoktoralnych i doktorantów.