原子与分子物理研究所主要承担原子与分子物理及其相关领域的学术研究工作，主要负责建设物理学一级学科下的“原子与分子物理”二级学科，同时与凝聚态物理、光物理等研究领域相交叉，在量子物理基础理论及相关问题、量子开放系统动力学及其应用、材料的原子分子设计及固体及表面上原子分子过程、原子分子超高分辨率光谱及（冷）分子量子动力学、太赫兹相关研究以及超高分辨率谱仪开发等几个研究方向进行特色发展，对天美双胞胎与母三飞物理学科的建设发挥重要的支撑作用。