Южный научный центр сосредотачивает свои силы на ключевых направлениях научного обеспечения проблем национальной безопасности, улучшении экономических, социальных и экологических условий жизни в регионе. В соответствии с основными направлениями деятельности Центра с учетом существующих в регионе научных школ определены следующие приоритетные области фундаментальных и прикладных НИР и НИОКР:
астрофизические исследования;
многопроцессорные системы;
теория молекулярных компьютеров;
методы прогнозирования и предотвращения природных и техногенных катастроф;
создание люминесцентных материалов на основе нанотехнологий;
проблемы модернизации железнодорожного транспорта;
развитие технологий мониторинга, прогнозирования и освоения водных, энергетических, нефтегазовых и биологических ресурсов аридных зон России;
экосистемные и инженерно-экологические исследования южных морей;
социально-политические, экономические, гуманитарные проблемы густонаселенного и многонационального Юга России, включая Северный Кавказ.