Am IRS forscht ein interdisziplinäres Team an Fragestellungen, die mit Radionukliden in der Umwelt verknüpft sind. Die Themen reichen von Ausbreitung der Emissionen von kerntechnischen Anlagen (zum Beispiel Wiederaufarbeitungsanlagen Sellafield und La Hague) sowie von ehemaligen Uran-Bergbaugebieten, z.B. in Sachsen, bis zu den Folgen der Reaktorunglücke in Chernobyl und Fukushima. Auch entstehen erhebliche Einträge zumeist kurzlebiger Radionuklide bei medizinischen therapeutischen und diagnostischen Verfahren (z.B. Tc-99m, I-131). Die erhöhten Strahlenexpositionen durch technologisch erhöhte Vorkommen natürlicher Radionuklide (TENORM = technologically enhanced naturally occuring radioactive materials) sind ebenfalls ein Untersuchungsgegenstand der Radioökologie, der aufgrund ihres hohen Anteils an der weltweiten Strahlenexposition des Menschen in den letzten Jahren stark an Bedeutung zugenommen hat.
Das IRS ist dabei in nationale und internationale Verbundprojekte eingebunden. Die Untersuchungen der Ausbreitungspfade bis hin zur Strahlenexposition des Menschen erfolgen heute mit modernsten analytischen Methoden. Damit soll ein umfassendes Verständnis der für den Ausbreitungspfad bis zur Exposition des Menschen zugrundeliegenden Prozesse erzielt werden. Die Untersuchungsmethoden umfassen radiometrische Messungen (α, β, γ-counting), REM / EDX, Elementanalyse (ICP-OES, ICP-MS, HPLC, IC, QQQ-ICPMS), Spurennachweis und-bildgebung (SIMS, SNMS)