A Física Médica contribui para a efetividade dos procedimentos de radiodiagnóstico, procurando garantir a proteção radiológica dos pacientes e profissionais ocupacionalmente expostos, bem como auxiliando no desenvolvimento e melhoramento das técnicas de obtenção de imagens (por exemplo, mamografia, tomografia computadorizada, PET, SPECT, etc.). Contribui, ainda, para o desenvolvimento de técnicas terapêuticas (por exemplo, implante de sementes radioativas, IMRT, radiocirurgia, terapia com antipartículas, etc.). 

A Física Médica, cuida do controle da qualidade da aplicação dessas técnicas de terapia visando a proteção radiológica do paciente e do pessoal ocupacionalmente exposto, colabora com os oncologistas no planejamento dos tratamentos e monitora os procedimentos e equipamentos de tratamento, de modo a assegurar que a dose prescrita pelo radioterapeuta seja fornecida, com a maior precisão possível, ao volume alvo e que os tecidos sadios sejam preservados ao máximo. 

As linhas de pesquisa desenvolvidas no Instituto de Radioproteção e Dosimetria na área de Física Médica são as seguintes:
I. Medidas "in vivo" em terapia e diagnóstico;
II. Controle da qualidade de procedimentos e equipamentos em radioterapia, radiodiagnóstico e medicina nuclear;
III. Cálculo de blindagens;
IV. Novas tecnologias utilizadas em radioterapia e medicina nuclear (IMRT, Próton-terapia, Antiproton-terapia, PET, SPECT, etc.);
V. Física aplicada ao diagnóstico (Fractais, difração de raios-x, etc.);
VI. Avaliação da qualidade da imagem;
VII. Avaliação das doses nos profissionais ocupacionalmente expostos.