Entre sus actividades de investigación cabe destacar las telecomunicaciones ópticas, las técnicas de detección remota, sensores, información cuántica y fotónica industrial y hasta biotecnologías.
El centro también ofrece la posibilidad de obtener el doctorado en ciencias ópticas.
[2] Los esfuerzos de ICFO en investigación se dirigen a crear conocimiento, nuevas soluciones y nuevas herramientas basadas en luz, y lo hacen en cuatro grandes áreas temáticas: óptica no lineal, óptica cuántica, nanofotónica y biofotónica.
La fotónica se encuentra en el núcleo de todos los conceptos y tecnologías vinculadas a las energías fotovoltaicas.
La nanofotónica es también central en esta área e incluye materiales nanoestructurados, nanocavidades, nanoantenas, dispositivos nanofotónicos procesados con materiales de bajo coste y plasmónica para optimizar la fotorrecepción.