Celem prac badawczo-rozwojowych prowadzonych w Zakładzie jest strukturalna, optyczna i elektryczna charakteryzacja materiałów i przyrządów. Główne stosowane techniki badawcze to:

TEM - transmisyjna mikroskopia elektronowa (oraz HRTEM - wysokorozdzielcza TEM), SEM - skaningowa mikroskopia elektronowa oraz system do trawienia zogniskowaną wiązką jonów (Focused Ion Beam - FIB), który jest używany nie tylko do preparatyki próbek dla TEM, ale służy też do wielu rodzajów procesów nano-technologicznych: nakładania metali (Pt, W) i dielektryków, oraz trawienia materiałów, w tym przyśpieszonego trawienia dielektryków i polimerów. W szczególności możliwe jest tworzenie zaprojektowanych wzorów na różnych materiałach.

Kolejną grupę metod charakteryzacji stanowią pomiary rozkładu fotowoltaicznej czułości struktur złączowych, efektywnego czasu życia nośników ładunku metodą mikrofalowej detekcji zaniku fotoprzewodnictwa wywołanego impulsem laserowym, badania termowizyjne w podczerwieni przy użyciu kamery termowizyjnej oraz metoda prądu indukowanego wiązką optyczną (OBIC).

Inne używane techniki to pomiary bardzo małych prądów i pojemności dla przyrządów półprzewodnikowych (szczególnie metodą diody z bramką), mikroskopii sił atomowych (AFM) i mikroskopii tunelowej (STM).

Trzy projekty Unii Europejskiej (GSQ, SODAMOS, METAMOS) oraz inne projekty międzynarodowe (ELOGRAPH) i wiele projektów krajowych były i są realizowane w Zakładzie. Wyniki badań zostały opublikowane w setkach artykułów w zagranicznych pismach naukowych i materiałach renomowanych konferencji międzynarodowych.

Zakład Badań Materiałów i Struktur Półprzewodnikowych mieści się w budynku V na głównym terenie ITE w Warszawie. Zakład jest także częścią Centrum Nanofotoniki w ITE.