研究所的研究方向为：空间激光通信技术、光电动态测试技术、光电产品开发技术。
研究所自成立以来，已完成国家“863”重点、国家自然基金重点和吉林省重大科技攻关等各类科研课题157项，科研经费到款4.8亿元。成果获国家技术发明二等奖1项、国家科技进步二等奖1项，部省级科技一等奖8项、二等奖6项、三等奖9项。目前，正在承担国家自然科学基金重大计划、吉林省重大成果转化等科研课题72项。
在空间激光通信技术方向，先后成功进行了国内首次船与车、飞艇与船、两架直升机、两架固定翼飞机间高速率、远距离激光通信试验，在国内首次实现了激光通信“地面动中通”、“航空飞中通”和“双动态”，高速率机载激光通信实现了国际最远距离；还在国际上首次提出了“一对多”同时激光通信新原理并研制成功“一对多”同时激光通信装置，鉴定会评价为“在国内外首次提出…，具有原创性”，为未来空间信息传输组网提供了重要理论和技术支撑。成果获国家技术发明二等奖1项、部省级科技一等奖4项、二等奖4项、三等奖6项。目前，正在开展深空、星间、星地、海下等链路高速率激光通信技术以及激光通信组网技术研究和系统研制。
在光电动态测试技术方向，在国内首次研制成功特种车辆动态性能测试系统和激光特殊性能测试系统，还首次研制成功复杂环境下偏振成像探测系统，为未来光电系统测试和光信息探测技术的发展提供了重要理论和技术支撑。成果获国家科技进步二等奖1项、部省级科技一等奖4项、二等奖2项、三等奖3项。目前，研究成果已得到推广应用。同时，正在开展空间（星载）和海洋（机载）环境下多维高分辨光学成像探测技术研究和系统研制。
在光电产品开发技术方向，已成功开发光通信、光电监视、光电成像、光束伺服和光电导航等五类产品，推广应用合同额超过3亿元，为应用单位创造经济效益超过2亿元。
