Радіоекологія водних екосистем Дослідження закономірностей міграції техногенних радіонуклідів (Со-60, Sr-90, Cs-137 і Pu-239,240) в прісноводних екосистемах. Оцінка запасів радіонуклідів в річках, озерах і штучних водосховищах. Дослідження вертикальної міграції штучних радіонуклідів в донних відкладеннях і заплавних грунтах. Вивчення накопичення техногенних радіонуклідів основними компонентами прісноводних екосистем (іхтіофауна, макрофіти, донні відкладення, заплавні грунту). Дослідження впливу ряду факторів (температура, сезонна динаміка і ін.) На накопичення радіоактивних речовин гідробіонтами і донними відкладеннями.
Радіоекологія наземних екосистем Дослідження закономірностей поведінки радіонуклідів в грунтово-рослинному покриві в зонах підприємств ядерного паливного циклу; аварійні ситуації на ядерних об'єктах, особливості поведінки радіонуклідів в наземних екосистемах в аварійний і поставарійний періоди (просторовий розподіл, міграція та фізико-хімічний стан довгоживучих радіонуклідів, накопичення рослинами).
Область досліджень не обмежується вивченням прилеглих територій. З моменту заснування лабораторії, географія досліджень охоплює великі регіони Уралу, Сибіру, Далекого Сходу, Якутії. Наші фахівці брали участь в ліквідації наслідків Чорнобильської аварії (шестеро отримали урядові нагороди), працювали на Семипалатинському і Тоцький полігонах, в Якутії, де проводилися мирні ядерні вибухи, в місцях видобутку урану в Казахстані і на Україні - всюди, де можна говорити про радіоактивне забруднення або його загроза. Однак, пріоритет наукових досліджень все ж віддається вивченню радіоекології Об-іртишських річкової системи (перш за все, річках Теча- Ісеть- Тобол - Іртиш - Об, а також Східно-Уральського радіоактивного сліду.
Монографії: 1. Тимофєєва - Ресовськая Е.А. Розподіл радіоізотопів по основних компонентах прісноводних водоемов.- Свердловськ, 1963.- 78с.- (Тр. / Ін-т біології УФ АН СРСР, Вип.30).