Нанотехнологии – развивающееся научное направление в университете в тесном сотрудничестве с Научно-образовательным центром "Нанотехнологии" под руководством доктора наук Удовиченко Сергея Юрьевича. располагая богатым материально-техническим оснащением для проведения научных исследований студенты и аспиранты достигают значительных успехов. Аспирант кафедры экспериментальной физики и нанотехнологий Бобылев Андрей Николаевич под научным руководством   профессора С.Ю. Удовиченко им опубликовал 5 научных работ в журналах, индексируемых в международных системах цитирования («Web of Science», «Scopus»), 3 публикации в журналах «списка ВАК» и подал заявку на изобретение. помимо это Андрей Николаевич является победителем регионального конкурса для получения гранта на выполнение научно-исследовательского проекта УМНИК - 2017 по теме «Разработка и исследование тонкоплёночных электронных устройств на основе смешанных оксидов металлов». В феврале 2018 года Ректор ТюмГУ Валерий Фальков за выдающиеся успехи в учебе и научно-исследовательской деятельности назначил А.Н. Бобылеву именную стипендию. 
Аспирант 1 - го года очного обучения кафедры ЭФиНТ  Бусыгин Александр Николаевич в феврале 2018 года стал победителем Федерального конкурса для получения гранта на выполнение научно-исследовательского проекта УМНИК в Сколтехе - 2017 «Разработка нейроморфного сопроцессора на базе мемристоров и КМОП логики».
Будучи магистрантом в апреле 2017 года Бусыгин А.Н. принял участие во Всероссийской студенческой олимпиаде по радиофизике, проходившей в Национальном исследовательском Томском государственном университете, занял третье призовое место и получил звание «Лауреата премии Президента РФ для талантливой молодежи».
Под руководством научного руководителя д-ра физ.-мат. наук, профессора С.Ю. Удовиченко им опубликовано 2 статьи в журнале из из коллекции «Web of Science» и 2 статьи в журналах из «списка ВАК», получил патент на изобретение и зарегистрировал 3 заявки на изобретение.
С сентября 2017 года А.Н. Бусыгин является именным стипендиатом Ректора ТюмГУ Валерия Фалькова. 

Многофазная расходометрия – направление, развивающееся при поддержке и активном участии завода ГМС Нефтемаш и сотрудников базовой кафедры расходометрии нефти и газа.  Успешные идеи и разработки сотрудников, аспирантов и студентов кафедры были удостоены грантовой поддержки и призовых мест на конкурсах и конференциях. Среди победителей грантового конкурса УМНИК Григорьев Борис с темой «Разработка поточного вискозиметра, способного измерять изменяющуюся вязкость жидкого гомогенного флюида», посредством байпасирования части потока через измерительное устройство. Зайцев Евгений с темой «Разработка матричной ячейки широкодиапазонного поточного влагомера нефти и нефтепродуктов».  Проект направлен на разработку измерительной ячейки поточного влагомера, способного производить измерения обводненности в диапазоне содержания воды от 0 до 100% и содержания газа от 0 до 75 % в негомогенном потоке. В основе принципа действия лежит абсорбционная спектроскопия в ближней области инфракрасного спектра. Для получения информации об обводненности по всему сечению потока будет использоваться матричный приемник инфракрасного излучения.
Бессараб Алексей, выполняющий исследования в интересах завода с проектом «Разработка поточного ультразвукового многоканального анализатора количественного содержания газовой фазы в газожидкостном потоке».
Осенью 2017 года Екатерина Хлопотова выиграла грант УМНИК с финансированием 500 000руб по теме «Разработка оптического интерференционного расходомера». Для её подготовки к выступлению и выполнения самого проекта продела большая работа: в успешном выполнении проекта удалось заинтересовать завод нефтегазового оборудования ГМС Нефтемаш, получено письмо поддержки и подана совместная заявка на патент. Екатерина - победитель конкурса «Open Innovations Startup Tour'18» («Сколково») в номинации «Женский трек» за лучший проект, представленный женщиной. 

Фотоника и микрофлюидика - направление, руководителем и идейным лидером в которм выступает Наталья Анатольевна Иванова. Она без преувеличения один из столпов науки университета. ее тематика исследований это фронтир мировой повестки. В числе ее достижений зарубежные и российские гранты, множество публикаций в самых рейтинговых журналах квартиля Q1 и Q2. В ее команде 5 аспирантов кафедры ЭФиНТ которые уже отметились достижениями в науке:
Кубочкин Николай и Клюев Денис представили свои доклады на международной конференции Bubble & Drop: Scientific convention – 2017, Франция, Лион. Александр Малюк выступил в Мюнхене на международной конференции EOS on Optofluidics. Помимо перечисленного Кубочкин Николай уже в 2018г выиграл грант Российского фонда фундаментальных исследований. Аспиранты Натальи Анатольевны это в первую очередь исследователи, публикующие свои достижения в ведущих мировых научных изданиях. В 2017г на под впечатлением научной деятельности коллектива научно-исследовательской лаборатории фотоники и микрофлюидики в аспирантуру Тюменского госудорственного университета поступил гражданин Йемена Аль-Музайкер Мохаммед Али Яхья Али, который за год проявил разносторонние качества исследователя и организатора. Студенты, которым удается попасть в коллектив лаборатории уже через несколько месяцев демонстрируют исследования уровня магистерской диссертации.
Материально-техническая база лаборатории оснащена новейшим оборудованием, что позволяет делать научные открытия мирового уровня.

Исследования горных пород и пластовых флюидов – направление, базирующееся на лаборатории керновых исследований и ее коллективе. Тюмень - нефтегазовая столица России, поэтому было бы странным отсутствие лаборатории, с оборудованием для исследования горных пород – керна, извлеченного из скважин пробуренных в нефтегазоносных пластах и пластовых флюидов: воды и нефти. В лаборатории работают над выполнением диссертации Кузина Ольга Александровна, на счету которой 2 статьи в журналах Нефтегазовое дело и Вестник Тюменского государственного университета и большой объём еще не опубликованных результатов экспериментальных исследований. Поточняк Игорь – магистрант, под руководством Григорьева Б.В. подготовил публикацию в журнал ВАК и занял III место в секции «Энергетика. Электроника. Теплотехника» на Региональном конкурсе студенческих научных работ – 2017 в г. Ишим. 
Воробьев Владимир Викторович за 2017 год получил 4 патента на изобретения и полезные модели. Ряд инновационных решений, которых применены в лаборатории керновых исследований и разработке прототипов устройств по теме научных и грантовых тем выполняемых в лаборатории. 
Лаборатория регулярно участвует в реализации проектов университета по постановлению Правительства РФ № 218: «Создание технологии и комплекса оборудования для термохимического воздействия на нефтегазоносные пласты с целью увеличения добычи углеводородного сырья и восстановления экологической обстановки на месторождениях взамен импортной технологии гидравлического разрыва пласта «проппант – гелевыми составами». В этом масштабном проекте в лаборатории выполянются исследования фильтрационно-емкостных свойств образцов нефтегазоносных пород и пластовых флюидов. 

Методы увеличения нефтеотдачи – направление, которое берет свое начало из проекта университета по постановлению Правительства РФ № 218: «Создание технологии и комплекса оборудования для термохимического воздействия на нефтегазоносные пласты с целью увеличения добычи углеводородного сырья и восстановления экологической обстановки на месторождениях взамен импортной технологии гидравлического разрыва пласта «проппант – гелевыми составами». Главным исполнителем по проекту выступает Вершинин Владимир Евгеньевич, старший преподаватель кафедры Моделирования физических процессов и систем, который тесно работает с Технопарком Тюменского государственного университета и Сибнефтемашем - компанией группы ГМС. со своей научной группой, в составе аспиранта Артема Варравы, и студентов кафедры разрабатывают принципиально новый метод повышения нефтеотдачи, а именно термобарохимического воздействия на пласт при обработке скважин водными растворами бинарных смесей. Результатов которого ждут нефтяники. Внедрение позволит снизить экономические издержки и повысить процент извлечения нефти.

Подземная гидродинамика – направление, развитию которого способствует сотрудничество физико-технического института с Институтом теоретической и прикладной механики СО РАН, где работают выдающие ученые Губайдуллин Амир Анварович, Мусакаев Наиль Габсалямович, Родионов Сергей Павлович и молодые кандидаты наук, выпускники ФТИ и аспиранты института. Их научная деятельность охватывает широкий круг задач, таких как оптимальное управление системой скважин, моделирование процесса двухфазной фильтрации с учетом различных факторов, теоретическое исследование процесса добычи газа динамика образования и разложения гидратов в системах добычи, транспортировки и хранения газа, решения обратной задачи восстановления гидропроводности нефтяного месторождения, методика экспресс оценки состояния нефтяного месторождения и многих других актуальных тем нефтегазовой тематики. Все, вовлеченные в это направление имеют высокие показатели публикационной активности, в чем несложно убедиться, открыв наукометрическую базу данных. Студенты и выпускники ФТИ, продолжающие свою деятельность в ИТПМ удостаиваются грантовой поддержки молодым ученым, в 2017 году таковыми стали Пятков Александр и Дмитрий Легостаев – победители конкурса УМНИК.

Инновационные подходы в теории и методике обучения физике. Подготовка школьного учителя физики – ответственная задача, которая в Тюменском государственном университете возложена на плечи доцента кафедры моделирования физических процессов и систем, кандидата педагогических наук Дружининой Ольги Михайловны. Дружинина О.М. курирует направление подготовки прикладного бакалавриата «Педагогическое образование», профиль подготовки «Физическое образование». Ее студенты не ограничиваются посещением лекций и практик, ежегодно выезжают на конференции и олимпиады. Например, ежегодная Всероссийская студенческая олимпиада по теории и методике обучения физике им. А.В. Усовой.( г. Челябинск),где практически всегда занимают призовые места. Осенью и зимой студенты проходят практику в школах города, получают опыт работы со школьниками разных классов, применяют новые подходы к образовательной деятельности, которым их обучают Ольга Михайловна и доктор педагогических наук Игнатова Валентина Александровна. Направления научно-исследовательских работ студентов: методика преподавания физики в учебных заведениях различного профиля, внешняя и внутренняя дифференциация процесса обучения физике, организация работы с одарёнными школьниками, проектная деятельность в учебно-воспитательном процессе школы и вуза, преемственность(школа-вуз) в преподавании курса физики и астрономии, индивидуализация процесса обучения физике, современные формы и методы работы со школьниками, разработка содержания  и дидактического обеспечения курса физики в свете дифференциации современной системы образования, проблемы экологического и политехнического образования.

Лазерная спектроскопия - недооцененное направление с высоким потенциалом. Результаты научных исследований в этой области находят прикладное применение: доценты кафедры экспериментальной физики и нанотехнологий Монтанари С.Г., Михеев В.А. и Гармонов А.А. разработали для ООО «Газпром трансгаз Югорск», систему диагностики утечек газа "Аэропоиск-3М"и ежегодно на договорной основе проводят ее техническое обслуживание. В 2018 году ими была подготовлена статья в журнал, индексируемый базой данных RSCI, описывающая разработанный авторами блок питания для импульсных лазеров без емкостного накопителя. Сергей Георгиевич вместе со студентами Горбуновой Е. и Шмелевой Д. разработал лабораторный стенд для тестирования и измерения параметров ИК фотоприемников.