Das ICTM ist in zwei Hauptforschungsbereiche aufgeteilt. Das Lehrgebiet A beschäftigt sich mit der Synthese und Charakterisierung von neuen anorganischen Festkörpern, z.B. nanokristallinen Keramiken, um grundlagennahe und anwendungsorientierte Fragestellungen der modernen Materialwissenschaften zu klären. Energiematerialien und elektrochemische Untersuchungen an Li-, Na-, Mg,- und F-Batterien sowie Metall-Luft-Systemen stehen ebenso im Vordergrund wie ferroische Funktionsmaterialien. Oftmals zeigen die untersuchten Materialien und Systeme besondere dynamische, elektronische, magnetische oder optische Eigenschaften. Der Bereich Elektrochemie beinhaltet auch Untersuchungen zu elektrochemischen Abscheideverfahren und schließt Studien zur Oberflächen- und Grenzflächenprozessen ein. Ein weiteres Kernarbeitsgebiet befasst sich insbesondere mit der Translationsdynamik von kleinen mobilen Ladungsträgern in kristalliner oder amorpher anorganischer Materie oder Hybridsystemen. Dazu werden time domain NMR- und breitband¬impedanz¬spektroskopische Methoden eingesetzt, um die Ladungsträgerdynamik vom Elementarschritt bis zum makroskopischen Transport auf möglichst größer Längenskala zu erfassen.

Der Bereich Makromolekulare Chemie, d.h. Lehrgebiet B, arbeitet an Polymerisationstechniken und Initiatoren in der Olefin-Metathese und verwandten Reaktionen. Auch poröse Materialien, Studien zur Organokatalyse und gemischtleitende Polymere sowie die Entwicklung von Materialen für Radikalbatterien stehen im Vordergrund der Forschungsaktivitäten. Im Bereich der Energiekonversion wird an funktionalen Polymeren und Materialien für die Photovoltaik gearbeitet (Nanokomposite, Metallsulfide, Perowskite). Die Polymer:Metall-Grenzfläche bildet einen weiteren Forschungsbereich. Zu den für das Institut typischen Analysetechniken zählen neben der Impedanz- und Kernspinresonanzspektroskopie die thermische Analyse von organischen und anorganischen Materialien, die Massenspektrometrie und die Rastersondenanalyse sowie applikationsrelevante Verarbeitungs- und Prüfmethoden.

Zurzeit beherbergt das Institut ein Christian-Doppler-Laboratorium (CD-Labor für Organokatalyse in der Polymerisation) und eine ERC-Starting Grant Forschergruppe. In der Vergangenheit wurden drei weitere CD-Labore erfolgreich abgeschlossen. Das ICTM ist aktiver Partner des Polymer¬kompetenzzentrums Leoben (PCCL). Mit zahlreichen EU-, FWF-, DFG-, und FFG-Projekte gehört das ICTM zu einem der drittmittelstärksten Institute der TU Graz. Es ist zudem Mit-Initiator des TU Graz Lead-Projektes ‚Poröse Materialien‘ und arbeitet aktiv im FoE Advanced Materials Science mit