Zakład Metod Fizycznych prowadzi działalność naukową z zakresu wykorzystania metod fizyki atomowej i jądrowej w diagnostyce medycznej. Głównym celem badań jest poszukiwanie korelacji pomiędzy zawartością pierwiastków w tkankach człowieka a stanem chorobowym pacjenta (szczególnie rodzajem i stopniem zaawansowania choroby nowotworowej). Badana jest dynamika procesów akumulacji pierwiastków śladowych oraz wpływ zanieczyszczenia środowiska na poziom pierwiastków śladowych w organizmie ludzkim. Badania tkanek nowotworowych mają na celu znalezienie zależności między koncentracją pierwiastków śladowych a stopniem zdegenerowania tkanki oraz porównanie koncentracji pierwiastków w tkance z ich koncentracją w surowicy i krwi osób badanych. Analizowane są też próbki środowiskowe na zawartość pierwiastków występujących w ilościach śladowych, a mających pełnić rolę markera zanieczyszczenia środowiska i jego wpływu na stan zdrowia człowieka.
Celem projektu badawczego pt. "Analiza pierwiastkowa ludzkiego materiału biologicznego pacjentów poddawanych radioterapii i chemioterapii jako narzędzie monitoringu procesu leczenia", realizowanego obecnie w Zakładzie Metod Fizycznych we współpracy z Zakładem Diagnostyki Laboratoryjnej ŚCO, jest analiza pierwiastkowa ludzkiego materiału biologicznego (krew, surowica, włosy, tkanka nowotworowa) osób ze zdiagnozowanym nowotworem i poddawanych radioterapii i/lub chemioterapii na różnym etapie leczenia oraz określenie możliwości wykorzystania uzyskanych rezultatów do monitoringu procesu leczenia, a w przyszłości do oceny skuteczności zastosowanych metod leczenia. Dodatkowym aspektem metodycznym prowadzonych badań będzie również analiza rozkładów koncentracji pierwiastków w badanych próbkach. Ze względu na stosunkowo dużą liczbę analizowanych próbek możliwe będzie podjęcie problemu natury rozkładów koncentracji pierwiastków śladowych w badanych próbkach ludzkiego materiału biologicznego, a w konsekwencji natury procesu akumulacji pierwiastków w organizmie, co nie było dotychczas przedmiotem systematycznych badań. Wyniki badań prowadzonych w Zakładzie Metod Fizycznych przedstawiane są na międzynarodowych konferencjach naukowych.