Esta LGAC trata con el estudio de la micro y nano estructura de los sólidos. En general, centrándose en el estudio de propiedades físicas y químicas a nivel atómico y subatómico. La micro y nano estructura de los sólidos influyen profundamente en las propiedades mecánicas, electrónicas, químicas, etc. Los materiales que se estudian en esta LGAC son metales, aleaciones, cerámicos, compósitos, semi y superconductores, los cuales se procesan y caracterizan en los correspondientes laboratorios.

Se realiza el estudio teórico y experimental de semiconductores inorgánicos II-VI y III-V para el desarrollo de celdas solares y de semiconductores orgánicos poliméricos y de molécula pequeña para la construcción de dispositivos electroluminiscentes; síntesis y procesamiento de materiales por técnicas físicas y químicas; caracterización de sus propiedades por DRX, SEM, AFM, espectroscopias Raman, infrarroja, fotoluminiscencia, etc. Simulación y modelación computacional de moléculas.

Tiene dos directrices: Física e Ingeniería de Reactores Nucleares y Física Médica. La primera abarca las bases físicas y de ingeniería de distintos diseños de reactores nucleares incluyendo su seguridad y gestión de combustible nuclear así como su modelación y simulación y la segunda la radio protección, seguridad radiológica, planeación dosimétrica, radiobiología y efectos de la radiación en materiales.

Ambas son complementadas con prácticas en laboratorio donde se manejan fuentes radioactivas.

El magnetismo, la Reología y técnicas de caracterización altamente especializadas como la Resonancia Paramagnética Electrónica (EPR), aplicadas a materiales en general y materiales blandos en particular y sistemas biológicos son altamente complementarios con otras áreas del conocimiento. La generación de conocimiento básico (fundamental para la formación de un físico) y la alta complementariedad de estas áreas del conocimiento con otras LGAC implican oportunidades para el desarrollo.

Esta línea es piedra angular para el entendimiento y desarrollo de la Física contemporánea. El mundo actual y sus futuros desarrollos no son concebibles sin ella. En particular, sus aplicaciones tecnológicas han marcado el rumbo de la humanidad de manera trascendente e irreversible. La importancia que ha alcanzado esta línea de investigación, no habría sido posible sin el uso y el avance que se ha logrado en los métodos y técnicas de la Física Matemática.

El estudio del comportamiento colectivo de los diversos sistemas y fenómenos que ocurren en la naturaleza, requiere de su análisis en diferentes escalas tanto espaciales como temporales. Los fenómenos macroscópicos se conocen a partir de experimentos que posteriormente dan lugar a la elaboración de modelos termodinámicos, microscópicos propios de la física estadística y recientemente a otros en el ámbito de la física no lineal que permiten predecir su respuesta bajo diferentes restricciones.