Les travaux de recherche relèvent de la photonique et du traitement de l’image et du signal. Sont traités : les méta matériaux ou cristaux photoniques,  l’endommagement laser et  la diffusion lumineuse, le traitement de l’image et de l’optique statistique,  la bio photonique et les microscopies non linéaires, les micro-ondes et les microscopies haute résolution, le filtrage optique et les technologies de fabrication de composants multicouches, le traitement tensoriel et de la biométrie.

Cette thématique couvre un champ disciplinaire large, allant de façon continue de la recherche fondamentale aux applications industrielles dans les domaines des matériaux, des nanosciences, des composants, des circuits et des systèmes intégrés mais également dans le domaine de la physicochimie des surfaces, interfaces et nanostructures, croissance, caractérisation, modélisation, étude des relations entre structure et propriétés …. Les matériaux étudiés sont variés : métaux et alliages métalliques, semi-conducteurs, oxydes, composés carbonés, minéraux, biomatériaux.
Les laboratoires relevant de cette thématique sont l’IM2NP  et le CINaM (UPR cnrs associé à l’UPCAM)

Deux équipes sont concernées au sein du CRN2M. Les activités de recherche sont centrées sur l’étude du fonctionnement du système nerveux végétatif (ou autonome), qui constitue une interface essentielle entre les systèmes sensori-moteur, endocrine et immunitaire ainsi qu’aux différents modes d’interaction lipide-lipide et lipide –protéine au sein des membranes biologiques.

La recherche du M2P2 se structure autour des thèmes suivants :  Instabilités et Turbulence, Milieux Hétérogènes et Fluides Réactifs, Contrôle Hydrodynamique des Systèmes – Microgravité, Procédés Membranaires, Procédés Fluides Supercritiques, Traitement des Eaux , Dynamique Multi-Echelles et Ondelettes , Modèles Mécanique des Milieux Continus et Thermodynamique.

Les laboratoires de recherche relevant des Sciences de l'environnement sont pour l'essentiel rassemblés sur le site de l'Europôle de l'Arbois (entre Aix et Marseille). Il s'agit du CEREGE et de l'IMEP ainsi que la partie Génie des Procédés du M2P2. Les recherches développées au CEREGE concernent la paléoclimatologie et la paléoocéanographie, la géodynamique et les fluides associés, la dynamique des sols, l'eau et les déchets, la morphogénèse et les risques naturels, la planétologie et la géophysique de surface, l'évolution des sols tropicaux et les ressources en eau en zone littorale méditerranéenne. A l'IMEP, l'accent est mis sur la vulnérabilité écologique (vulnérabilité des espèces et des ecosystèmes). Les travaux de recherche explorent donc en priorité l'origine, la mise en place et l'évolution de la biodiversité, l'organisation et la vulnérabilité des systèmes écologiques et le fonctionnement des écosystèmes et valorisation de la biodiversité

L’essentiel de la chimie relevant de notre Université a été regroupé au sein de l’ISM2 recouvrant un spectre large, allant de façon continue de la recherche fondamentale aux applications industrielles afin de répondre à des problèmes scientifiques majeurs dans les domaines de la Physicochimie Analytique, de l’Environnement, de la Chiralité, des Modèles chimiques, de la Synthèse, des Produits Naturels, des Assemblages supramoléculaires et de la Chimie du Vivant

Les activités de recherche du laboratoire LSIS relèvent de l’informatique des systèmes et des "Sciences et Technologies de l'Information et de la Communication" (STIC). Leurs principales finalités résident dans l’étude de l’émergence de concepts fondamentaux pour l'élaboration de modèles de systèmes réels et dans la définition de méthodes d'analyse et de conception de systèmes artificiels. Plus concrètement, ces recherches aboutissent à la définition de méthodes et d’outils visant à accroître la flexibilité, la réactivité et la sûreté des organisations productrices de biens ou de services.
Les activités du LATP relèvent de l’Analyse Appliquée, des Mathématiques Fondamentales, des Probabilités et Statistiques et de l’étude des Structures Discrètes aléatoires.