CIN2 cuenta con grandes líneas de investigación. Teoría y simulación en la nanoescala, Microscopia de sonda de barrido y espectroscopía de radiación sincrotrón, Propiedades físicas de nanoestructuras fabricadas, Aproximaciones químicas a materiales y dispositivos funcionales nanoestructurados y Dispositivos y Nanobiosensores. Cada una de estas áreas tienen sus sublíneas. En este momento, hay 14 sublíneas de investigación.

• + Atomic Manipulation And Spectroscopy
• + Inorganic Nanoparticles
• + Magnetic Nanostructures
• + Nanobioelectronics & Biosensors
• + NanoBiosensors and Bioanalytical Applications
• + Nanostructured Functional Materials
• + Novel Energy-Oriented Materials
• + Oxide Nanoelectronics
• + Phononic and Photonic Nanostructures
• + Physics and Engineering of Nanodevices (PEN)
• + PLD & Nanoionics
• + Quantum Nanoelectronics
• + Small Molecules on surfaces in ambient and pristine conditions
• + Theory And Simulation